基于SWT的风力发电机组多体动力学建模仿真

基于SWT及Samcef field平台,研究风电齿轮箱的多体动力学建模方法,对某型号的1.5MW齿轮箱做稳态分析,对比行星架采用刚性和柔性处理对输出特性的影响,结果表明行星架的刚度不仅直接影响轴承受力,且对输出转速也产生扰动。其次,调用SWT参数化模型,搭建1.5MW风力发电机组整机模型,仿真分析启动—正常发电—急停工况下齿轮箱轴承及整机的动态响应,通过变桨变速基本实现恒功率运行。     

风电机组耦合振动特性分析EI北大核心CSCD

在兆瓦级风电机组中,桨叶、塔筒及传动轴作为具有一定柔性的部件容易发生形变,产生振动并形成耦合。传统分析中一般只考虑传动轴的扭振特性,难以研究低频耦合振动对系统的影响。利用FAST与Matlab/Simulink联合仿真方法,建立了包含气动力学、多体动力学及电气控制的数学模型。通过不同风况及不同幅值电压跌落的激励,分析叶尖加速度、塔筒顶部加速度及扭矩等变量,研究机组中主要部件的耦合振动。结果表明叶尖挥舞及摆振方向,塔筒顶部前后及侧向,传动轴扭振之间存在耦合振动,但各方向耦合程度不同,桨叶摆振方向、塔筒侧向与扭振的耦合对机组威胁最大。此外,湍流风下发生电压跌落也会对机组带来较大威胁。     

风力发电机组多领域耦合模型及动态响应分析

并网风力发电机组承受风波动及电网扰动外部激励,同时传动链轴系结构的扭振特性及控制器的动态响应向机组增加了内部激励。在内外部激励作用下,机组各部件相互影响,形成耦合。这种多耦合作用影响着机组动态负载。该文以FAST及Matlab/Simulink为平台,建立了复杂的多耦合模型并研究了含有多自由度传动链的机组在湍流风及电网扰动下的动态负载特性。通过瞬态分析及频率分析揭示了机组间更多细节的相互耦合影响,表明耦合模型对控制研究、动态特性研究的必要性。根据机组的动态响应,传动链有低通滤波作用;根据刚度值对转矩的影响,可以通过改变刚度避免共振并减小机组瞬态载荷。     

风力发电机机舱底座模态及动态载荷分析

风力发电机机舱底座是机舱内最重要的承重部件,承受载荷情况复杂。利用有限元分析软件Samcef field对1.5 MW机舱底座进行了模态分析,提取了前5阶固有频率和前3阶振型。基于Samcef for Wind Turbine(SWT)软件,应用梁单元和超单元进行了高精度风机建模,分析了机舱底座上承受的主要动态载荷,并再次应用有限元方法分析了动态载荷作用下底座上的应力分布和变形。建模和分析方法具有一定的普适性,能够对复杂构件动态载荷进行快速分析。