提高切出风速限功率运行对MW级风机的影响研究

针对提高风电机组切出风速增大发电量会造成机组载荷过大等问题,基于叶素理论、惯性定律等力学基本理论对机组各部件载荷进行了理论计算研究,提出了一种提高切出风速限功率运行的方法,以NWP和NTM风模型作为仿真条件,利用bladed载荷仿真软件,对某公司2 MW风电机组开展了提高切出风速限功率运行的仿真试验研究。研究结果表明,在机组设计载荷范围内,通过提高切出风速限功率运行的方法可以提高理论年发电量约0.76%,机组各部件等效疲劳载荷随功率的增加而增大,极限载荷随输出功率的变化呈不同变化趋势,其与理论分析基本一致。该研究结果为计算MW级风电机组包络载荷、设定切出风速提供了参考。     

原位扩散反应制备细TaC颗粒的研究

以废钽料为原料、高碳铁为碳载体,利用熔炼过程的固液扩散反应结合酸洗工艺生产细TaC颗粒,并通过XRD、SEM对产物进行表征。结果表明,熔炼保温过程中C原子与钽料发生扩散反应,于α-Fe基体中生成TaC颗粒;TaC/Fe复合体经酸洗、粉碎和球磨后,可获得粒度约为1μm的细TaC颗粒。     

MW级风电机组偏航齿轮箱断齿研究

某MW级的风电机组偏航齿轮箱在并网运行3年时间后,出现输出小齿轮轮齿折断问题。针对失效齿轮开展了全面分析,对轮齿断口、设计因素、制造因素、装配及运行因素、系统保护因素等可能导致齿轮失效的原因进行了逐一排查,最终定位为推力瓦支座与偏航齿圈之间干涉是直接原因。经过bladed软件模拟叶轮不平衡并进行风场验证,得知风轮的一只叶片安装角度出现偏差,造成风轮气动不平衡是失效的根本原因。     

双馈发电机转子绕组中性环结构与故障分析研究

针对某型双馈发电机在风电机组运行过程中出现的转子绕组中性环故障问题,对中性环结构与故障现象进行了分析与研究。采用ANSYS Workbench开展了中性环结构静力学与模态分析,利用微观分析技术对非故障发电机与故障发电机中性环连接块进行了取样分析;根据故障发电机中性环连接块微观检查发现的异常现象,对剩余连接块进行了金相组织检查;最后建立了中性环结构设计、连接块金相组织与中性环故障的关系。研究结果表明:中性环应力集中与连接块氢脆为引发中性环故障的原因;根据故障原因提出缩短连接块长度、避免异形弯曲、采用无氧铜等预防措施,可为后续产品优化与故障原因分析提供参考依据。     

MW级风电增速齿轮箱高速轴轴承高温问题研究

针对MW级风电增速齿轮箱经常发生高速轴轴承高温,导致风电机组无法正常工作的情况,以发生高速轴轴承高温问题的齿轮箱为研究对象,进行设计分析,找出影响轴承高温的3个因素:轴承摩擦功率损耗P_(bf)、轴承润滑油功率消耗P_(oil)及机舱空气温度T_c;对3个因素进行详细分析,从而找到相应的防范措施。同时,用分析的高温影响因素对风场运行中高速轴轴承高温机组进行排查,最终找出轴承高温原因为轴承游隙偏小所致。     

MW级风电机组轮毂与变桨挡块强度分析

针对MW级风力发电机组轮毂强度安全问题,使用有限元分析软件ANSYS和疲劳分析软件FE-safe,在考虑变桨轴承非线性影响情况下,采用风轮总体模型与轮毂子模型相结合以及临界平面法与最大主应力算法相结合的计算方法,对某大型风力发电机组轮毂的极限强度与疲劳强度进行了评估;为使叶片变桨时准确停留在顺桨位置,在轮毂装配系统中设计了变桨缓冲装置,并对装置组成件变桨挡块和挡块凸台在顺桨工况下的极限强度进行了分析。研究结果表明:轮毂的极限和疲劳强度以及变桨挡块和挡块凸台的极限强度均能满足设计要求,为风电机组轮毂和变桨缓冲装置的设计提供了参考依据。     

钽丝与铸铁原位反应的研究

利用铸造复合热处理工艺,在一定温度下对钽丝和铸铁的浇铸复合试样进行不同时间的保温热处理,采用XRD和SEM分别对热处理后的试样进行物相分析和显微组织观察.结果表明,随保温时间的延长,反应区域逐渐增大,直至铸铁内的钽丝原位扩散反应完全,扩散区面积可达到钽丝横截面的6～8倍,生成了微米级的方形TaC颗粒,与基体冶金结合良好.