风力发电机齿轮传动系统的动态特性分析

以某1.5MW风力发电机齿轮传动系统为研究对象,基于机械动态仿真技术,对传动系统的动态特性进行研究。以Pro/E和S4WT为工具,建立其齿轮-传动轴-轴承-箱体的系统耦合分析模型。给出了约束、驱动和负载的添加方法,综合考虑轮齿时变啮合刚度、啮合误差、轮齿啮合冲击等内部激励,以及风力机气动转矩和负载转矩等外部激励的条件下,得到了系统的振动响应和动态啮合力,并和理论值进行对比验证。研究结果为风力发电机齿轮传动系统的动态优化设计和可靠性分析提供了理论依据。     

风力发电机叶片三维模型重构及气动特性分析

风力发电机叶片形状直接影响风力发电机气动性能,根据风力发电机叶片特点规划测量路径,采用三坐标测量机（CMM）对风力发电机叶片表面进行测量,提取表面的三维点云数据.对点云数据进行分组和处理,在Pro/E中生成叶片的三维几何模型.在Fluent软件中对叶片翼型进行了不同攻角的气动特性分析,得到了不同攻角下的流场分布情况.     

大型风力发电机叶片在三维旋转状态下的气动特性分析

为了更准确地研究风力发电机在三维旋转状态下的动态失速特性,分析其气动性能,建立风力机叶片和轮毂的三维气动模型,采用计算流体力学方法,对叶片在三维旋转状态下的气动特性进行了模拟,得到叶片周围流场分布状况。分析结果表明相对于无旋转状态,三维旋转状态下,叶片表面气流有沿叶展方向的运动,改变了叶片表面压力分布,致使气流流动分离延迟,导致叶片出现失速延迟的现象,提高了叶片从风中获得能量的能力。     

34m复合材料风力发电机组叶片屈曲有限元分析

采用有限元分析的方法解决了叶片的静强度和屈曲稳定性问题.首先,阐述了利用MSC.Patran建立复合材料叶片的有限元模型的步骤和方法;其次,利用蔡-吴(E.M.Wu)失效准则和Hill-蔡(S.W.Tsai)强度理论校核了几种主要承力材料的强度;最后,结合有限元二阶屈曲模态计算结果,讨论了风机叶片结构的屈曲稳定性.     

浅析风力发电机叶片关键技术

选取了五家在世界风电制造业排名比较靠前的企业,筛选出这些企业在风力发电机叶片技术方面申请的核心专利,以这些核心专利为研究对象,从技术类别、技术功效和技术时间分布三个角度,分析了风机叶片在设计、制造方面的关键技术及发展经验,进而为我国企业今后的研发提供一些参考建议。     

风力发电机叶片的动力学分析

旋转是叶片的主要工作方式,叶片轴向力与切向力的大小随叶片的旋转而时刻发生变化,导致重力对叶片每个旋转位置有不同程度的影响。应用ANSYS软件建立旋转状态下叶片的有限元模型,对其进行动力学分析。分析结果表明:叶片的最大变形量为0.327 mm,位于叶尖附近,远小于玻璃钢叶片的最大弯曲变形要求;叶片的最大应力值为1.04 MPa,远小于玻璃钢的抗拉强度。通过分析确认,重力对风力发电机叶片的整体力学性能影响较小。     

连云港建成风力发电机叶片大型生产基地

2007年10月8日上午，连云港开发区中复连众复合材料有限公司的风力发电机叶片生产项目二期工程建成投产。至此，该公司的风力发电机叶片年生产能力达到700套，年产值将达10亿元以上，成为国内最大的1．5MW风电叶片生产基地。     

紧急停机工况下风力发电机系统动态特性分析

以NREL 5-MW风力发电机为研究对象,综合考虑叶片和塔筒柔性、随机风载和控制策略,利用Simulink和FAST建立包含结构动力学和空气动力学的风力发电机系统耦合动力学模型。研究叶片卡死故障紧急停机工况下风机动态特性,分析停机时叶片参数对动态特性影响规律。结果表明:叶片卡死故障紧急停机工况下,塔筒底部受到较大反向冲击载荷,塔筒底部绕Y轴最大弯矩随故障叶片在停机初始时刻的方位角呈现周期性变化,变桨速度越大,风轮和塔筒底部受到的载荷也越大,停机时间越短;与正常停机工况相比,叶片卡死故障紧急停机时机舱X方向振动变大,其振动频率除了0.326 Hz塔筒前后(X-X)弯曲频率外,还出现0.668 Hz叶片一阶摆振频率,主轴俯仰力矩增大,塔筒底部绕Y轴最大弯矩及风轮最大推力减小。     

垂直轴风力发电机叶片仿真分析

文中结合垂直轴风力发电机的结构特点和受力特征以及实际发电量的需求,以SolidWorks三维建模软件为基础,建立垂直轴风力发电机叶片的三维模型。再利用ANSYS对之进行静态特征仿真计算,求出垂直轴风力发电机叶片的应力与应变情况,然后依据叶片的应力与应变状态优化叶片的尺寸和结构,使之达到既满足强度条件又满足结构简单和材料最省的目的。     

风力发电机叶片表面损伤图像识别方法研究分析

风力发电是一种绿色清洁的能源,其安全运行是实现可持续发展的关键。风力发电机叶片是风力发电的重要部件,其表面损伤直接影响发电效率,因此需要对其表面损伤进行及时、准确识别。由于叶片表面损伤具有面积大、形状不规则、裂纹分布不均匀等特点,使得传统图像识别方法无法实现对叶片表面损伤的识别。本文通过对现有叶片表面损伤识别方法进行分析,总结归纳出了不同的图像识别方法和各自的优缺点,为实现风力发电机叶片表面损伤的自动识别提供了思路。     

微型风力机叶片结构优化设计与仿真分析

针对目前风力机对低速风力资源的利用较少,设计了一种适用于低风速的微型风力机叶片。采用Wilson设计方法建立了以叶片形状参数安装角和弦长为设计变量的数学模型,通过Matlab编写程序计算3W风力机叶片参数并对设计变量做线性优化以利于工程加工。在得到参数的基础上基于点的坐标几何变换理论建立叶片三维模型,并利用Fluent仿真,仿真结果表明叶片的功率为2.91W,与设计额定功率相差3%,满足工程误差。通过此方法设计的微型风力机叶片能获得较高的精度,满足工程要求,为实际生产提供数据支撑。     

双叉式叶尖结构对风力发电机叶片固有频率影响的试验研究

在风洞实验室进行模态试验与风洞动频试验,研究双叉式叶尖结构对风力发电机叶片固有频率的影响。在研究中发现,双叉式叶尖结构叶片的固有频率在低阶时有减小的趋势,在高阶时有增大的趋势。振型图显示,双叉式叶尖结构可将未改型叶片的一部分扭转振型变为挥舞振型,并且明显改良了未改型叶片前缘出现的扭转振型。动频数据显示,双叉式叶尖结构可以调整风轮动频曲线的走势,使风轮进入共振区的时间缩短。通过研究确认,双叉式叶尖结构能够有效改良风力发电机叶片的固有频率等参数,为后续风力发电机叶片的减振研究奠定了基础。     

浅析风力发电机叶片关键技术

介绍了大型风力机叶片设计中的关键技术,包括叶片的设计理论、结构形式、材料选择、翼型的选择等,分析了其研究进展,指出其研究方向。     

水平轴风力机复合材料叶片结构特性有限元分析

应用解析法和有限元法求解了构件受拉压、弯曲、扭转三种基本变形的应力和强度比,并进行了结果的比较分析;采用ANSYS的APDL语言,建立了2MW水平轴风力机复合材料叶片的有限元模型,分析了叶片的模态和静力特性.结果表明:应用有限元分析的几何建模,铺层定义,约束以及载荷定义均正确,固有频率、应力和位移的数值结果具有可靠性;...     

兆瓦级风机偏航系统仿真分析与优化

偏航控制系统的作用就是保持机舱与风向一致,使风力发电机尽可能多地获取风能。针对风向的频繁变化,编写了一种自动偏航控制程序。在此基础上,对兆瓦级玻璃钢风力机叶片在风力、重力和离心力的耦合作用下的静力学进行仿真分析。通过对叶片额定风况下的静力学分析,不仅检验了叶片正常运行时的安全性,而且为后续的疲劳寿命分析提供疲劳载荷依据。根据Miner线性累积损伤法则的玻璃钢叶片疲劳寿命估计方法,实现对风机叶片疲劳寿命的计算。以仿真结果为依据,进行铺层优化设计,降低了叶片应力,提高了使用寿命。     

精铸涡轮叶片的误差分析技术

针对精铸涡轮叶片的检测和模具型腔设计中存在的精度控制问题,运用配准技术来进行误差分析,分别以形心、收缩中心、中心轴线点为特征点,运用CAD模型引导的最临近点迭代ICP(iterative closet point)配准方法,将叶片实际测量数据和CAD模型进行配准。对比配准结果,得到了精铸过程中误差分布,并通过分析叶片的变形情况,得出以形心为特征点时,型面重合度最大,配准效果最好,为叶片精铸模具的型腔设计提供了量化的参考依据。     

风力机叶片气动载荷的优化研究

为了研究垂直轴风力机的叶片气动性能,利用流固耦合法模拟了垂直轴风力机在实际工况下的气动载荷分析,模拟结果表明,由于翼型后部较薄,受到的变形应力最大。为了避免因叶片变形而引起风力机整体气动性能下降,提出了通过加大翼型后部厚度的方案来提高叶片的强度,并通过数值模拟对改进后的翼型做了气动性能分析,得出了适当的增加翼型后部厚度,并不会对翼型气动性能造成太大的影响,验证了此方案的有效性。这些研究结论为今后垂直轴风力机的设计制造提供了一定的参考依据。     

基于涡轮叶片有限元分析离散数据点的NURBS曲面重构

为解决有限元方法产生的三角网格数据不利于进行后续的曲面编辑和加工的问题，提出了一套算法将有限元网格逼近为造型和加工常用的NURBS曲面。首先对有限元网格进行预处理，提取出边界曲线并构造出初始曲面；通过基于曲率的自由曲面抽样网格规划方法，将海量离散数据点进行压缩及建立四边域网格，方法具有自组织和压缩比率用户可控等特点；采用迭代逼近的方法进行NURBS曲面拟合，在保证拟合精度的前提下提高了曲面光顺性。对真实叶片数据的处理证明了算法的实用性。     

风力发电机叶片变桨距偏离方式的受力分析

通过叶素理论及贝茨理论对两种风机叶片桨距角调节方法进行了对比,系统分析叶片桨距角偏离所引起的受力、边界层分离、攻角及桨距角等参数的变化,计算出叶片升力/阻力变化;通过求解流体边界层方程,揭示出叶片偏离最优桨距角之后产生的实际变化。得到下述结论:桨距角变大时,风机效率变化稳定但变化慢,桨距角调节范围较大;桨距角变小时,风机效率变化敏感,调整范围需要精密控制;该结论可为不同应用区域风机叶片参数调整方式的确定提供参考。