功率与载荷协同控制的风力发电机偏航控制策略的优化

采用GH Bladed对风力发电机组进行仿真,深入分析风力发电机组偏航误差与风力发电机组功率及风力发电机组偏航轴承载荷的关系,提出了基于功率与载荷协同控制的风力发电机组偏航系统控制策略的优化方案。通过对比可知,采用优化后的偏航系统控制策略,偏航轴承的极限载荷得到很好的控制,同时提高了风力发电机的发电量。     

兆瓦级风力发电机组主轴的强度分析

在风力发电机组运行过程中,主轴作为传动链系统重要的组成零部件之一,其设计合理与否直接关系到整机的可靠性。为了更合理模拟主轴的受力情况,使用GAP非线性接触单元模拟主轴承的传力方式,正确模拟主轴承的调心作用。通过建立主轴强度分析模型,使用有限元方法对主轴进行承受极限载荷时的静强度分析,之后结合载荷谱、S-N曲线及线性累积损伤理论对主轴进行疲劳寿命分析及优化。分析方法为风力发电机组主轴的设计及优化提供了一种可靠的依据。     

风力发电机组的不对中故障分析

实际中存在若干因素会导致风力发电机组传动系统不对中.不对中会产生动载荷.引起机组振动,将会严重影响传动系统的可靠性,是造成齿轮和轴承损坏的主要原因之一.笔者剖析了风力发电机组传动系统不对中的原因,分析了齿轮箱高速端和发电机之间不对中所产生的动载荷及其所引起的机组振动,比较了发电机轴承和齿轮箱轴承所承受的载荷.结果表明:...     

随机风速下风力发电机组载荷传递特性研究

选取指数律函数描述平均风速,运用基于自回归模型的线性滤波法建立的风速模型模拟自然界随机风速。根据动量矩定理和简单的弹簧-质量-阻尼模型建立风力发电机组传动系统刚性传动模型及柔性传动模型来描述系统动态特性。以5MW变速变桨距风力发电机组参数为依据,计算随机风速下两种不同传动模型对风轮叶片以及发电机转子的动态响应的影响,并对结果进行对比分析。基于柔性传动模型,研究不同主轴刚度对传动系统动态响应的影响,得出最佳主轴刚度,并利用雨流计数法描述不同主轴刚度下风力发电机组传动系统的动态响应。研究结果可为风力发电机组传动系统动态特性的研究提供载荷数据。     

双排四点接触球转盘轴承载荷分布的研究

变桨轴承和偏航轴承是风力发电机组关键部件之一,通常采用单排或双排四点接触球转盘轴承,运用赫兹弹性接触理论,建立了双排四点接触球转盘轴承力学模型,推导了基于联合载荷(轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩)作用下的轴承载荷分布计算公式,并运用数值迭代方法进行求解,最后以某兆瓦级风力发电机双排四点接触球变桨轴承为例,应用该模型进行了转盘载荷分布的数值计算和分析,初步说明该模型的合理性,为风电机组转盘轴承设计和选型提供了可靠地理论依据。     

风力发电机组的电气控制关键技术研究与应用

研究了现阶段恒变速发电的特点,分析了风力发电机组的电气控制原理以及不同情况下对发电机规格的选择。以变速发电为重点研究内容,介绍了基于同步发电机的"直接在线"发电和基于绕线异步机的双馈发电系统,研究风力涡轮机特性以及风力发电机组的电气控制原理。为解决传统变速发电机成本较高,发电效率较低的问题,设计新型风力发电机组——锥形转子风力发电机组,能够在节约投资的基础上保证供电系统的需求。     

风力发电传动装置的设计与制造

风力发电机组是将风能转化为电能的机械,风轮是风力发电机组最主要的部件,由桨叶和轮毂组成。桨叶具有良好的空气动力外形,在气流作用下产生空气动力使风轮旋转,将风能转换成机械能,再通过齿轮增速箱增速,驱动发电机转变成电能。     

大型双馈风力发电机振动特性分析与故障诊断

本文分析了大型双馈式风力发电机组中双馈感应发电机(DFIG)轴承的振动特性,对发电机轴承进行了载荷分析,并计算出发电机轴承几种典型的故障特征频率.利用先进的振动传感器对轴承进行了振动测试,根据采集到的振动频谱准确的定位了故障点,为早期发现、处理发电机振动故障提供了理论依据和诊断方法.     

基于某定桨距机组主轴测温技改的方案研究

风力发电机组的机械传动系统包括叶轮、主轴、齿轮箱、联轴器以及发电机等。主轴是风轮的转轴,支撑风轮并将风轮的扭矩传递给齿轮箱,将轴向推力、气动弯矩传递给底座。主轴法兰面用于连接轮毅,轴颈用于安装轴承,轴端圆柱面则与齿轮箱的输入轴相配合,通过联轴器传递扭矩。主轴温度监测是提高风电机组安全运行的重要环节,通过主轴温度实时监测判断主轴内部是否存在缺陷,有效避免故障扩大。     

加速度包络解调方法在风力发电机滚动轴承早期故障诊断应用研究

滚动轴承是大型异步风力发电机核心零部件,在很大程度决定了风力发电机组的服役质量。滚动轴承在整个传动系统中极易受到相关工况的影响出现异常磨损,最终导致发电机组故障。提出一种基于加速度包络解调方法的大型异步风力发电机滚动轴承早期故障诊断技术,分别在单轴承故障诊断试验台和某型号大型异步风力发电机中对轴承内圈滚道面上存在早期微弱损伤的滚动轴承进行试验,试验结果表明：加速度包络解调方法是一种能比功率谱更准确识别出大型风电轴承微弱的早期故障的有效方法。     

基于可靠性理论的风电机组偏航轴承寿命预测

应用可靠性理论对大型风力发电机组偏航轴承进行寿命预测.以1.2MW级风力发电机组为例,依据风力发电机组的载荷谱,并且考虑到实际工作过程中机舱底板和塔架的变形对偏航轴承的影响以及偏航轴承摆动的工作状况,利用可靠性设计的方法计算了风力发电机组的可靠性寿命.在失效概率为10%的情况下,偏航轴承的运行时间为1.329×105小时,可靠度达到99.2%.     

风力发电机组主轴承密封结构设计

设计一种用于风力发电机组主轴承密封的结构,该密封结构在迷宫密封对润滑脂进行节流的基础上,采用油封二次加强主轴承润滑密封。考虑到风力发电机组运行环境的多变性,选用了带防尘唇的油封,其材质选用耐磨、耐高温和耐臭氧的氢化丁腈橡胶。采用ANSYS软件计算主轴在极限载荷工况下的变形,推导迷宫轴向间隙与径向间隙的数学关系式,并确定迷宫间隙。     

1.5MW风力发电机轮毂优化计算

轮毂在风力发电机中承受复杂的交变载荷,承担着传递转矩,抵抗风载的作用,因此轮毂设计尤为重要。目前,国内许多兆瓦级轮毂设计得偏重,增加制造成本的同时,由于转动惯量过大,也增加了系统控制的难度。本文通过对轮毂腹板布置方式的优化,重量减轻了12.6%,并采用有限元分析软件,按照德国劳埃德(GL)规范,对优化后的轮毂的极限强度进行有限元计算。通过计算掌握了风力发电机组轮毂的强度分布和厚度分布规律。文中模拟轴承压力角45°的方法,通过了国外认证机构的认可,为进一步开展新型机组轮毂的设计提供了理论支持。     

5kW风力发电机组

蓄电型风力发电机，可在有风无电网区使用。在农村、边防哨所、海岛、牧区等地可作为独立运行供电系统使用。该发电机组投放市场以来，已为一些地区带来明显的经济效益和效益。并已出口到日本、蒙古等国。主要技术指标：该发电机组起动风速低、运行可靠、操作方便具有国内先进水平。发电机额定功率：５ｋＷ叶片数：３风轮直径：８ｍ风轮额定转速：１４０ｒｐｍ起动风速：３ｍ／ｓ工作风速：３～２５ｍ／ｓ额定风速：１０ｍ／ｓ调速方式：变桨距调速蓄电池电压：４５Ｖ风速高度：１０ｍ重量：１．５Ｔ寿命：１５年5kW风力发电机组     

磁悬浮风力发电机转子系统的研究

针对传统机械辐承支撑的风力发电机起动阻力和起动风速大的问题,设计了一种磁悬浮转子系统,径向和轴向均采用主动磁悬浮轴承支撑,有效地降低了风力发电机的摩擦功耗.通过分析风力发电机所受主要载荷确定了磁轴承承载力的大小,完成了磁悬浮轴承及其相关部件的各项结构和安装设计,为控制系统的研究奠定了基础.     

风力发电机变桨轴承载荷谱的处理

针对风力发电机变桨轴承校核计算中风机制造商提供的载荷数据不能直接用于计算的问题,结合实例介绍了载荷数据的处理方法。     

风力发电机组重要大部件损坏后的处理流程研究

风力发电机组是通过获得风能进行发电的电力设备,是风电企业重要的生产设备,其机械结构系统一般由叶片、轮毂、变速箱、发电机、机舱、偏航轴承、调桨轴承等重要大部件组成,这些重要大部件一旦损坏将直接导致停机故障,必须快速处理,减少损失。本文将重点研究风力发电机组重要大部件损坏后的处理流程和工作要点。     

水轮发电机组横向振动特性分析

推导建立了水轮发电机组系统动力学方程.对运动微分方程进行数值积分,分析了发电机转子的质量偏心及水轮机转子的质量偏心对水轮发电机组系统横向振动特性的影响.数值分析结果表明,发电机转子、水轮机转子的横向振动及大轴在上、下导轴承和水导轴承处的横向振动,经过充分衰减后,轴心轨迹都是圆形,但它们的半径并不相同.随着发电机转子的质量偏心的不断增加,大轴在3个导轴承处的横向振动出现了明显分岔现象,振动为周期1及复杂的拟周期运动.大轴在3个导轴承处的横向振动,随着水轮机转子的质量偏心的不断增大,没有出现分岔现象.     

风电机组变桨轴承摩擦力矩特性的实验研究

变桨轴承是风力发电机组中最关键的零部件之一,而轴承摩擦力矩则是影响变桨轴承运行性能的重要因素。介绍了一种风机变桨轴承摩擦力矩特性检验的方法,主要用于在地面实验室模拟风力发电机组实际运行中变桨轴承所承受的各种载荷,检测风力发电机组变桨轴承的摩擦力矩。     

基于有限元法的风力发电机塔架模态分析

针对某大型风力发电机组,通过ANSYS有限元软件对其建立有限元模型,对风力发电机塔架进行模态分析,确定其固有频率和振型,比较塔架的固有频率与风轮的工作频率或风轮3倍的工作频率之间的相对差,计算结果表明,塔架为刚性塔,不会与风轮产生共振,且弯曲振动为塔架的主要振动形式,为作进一步的动态分析提供了理论依据。