基于传递矩阵法的风力发电机组整机模态分析

在风力发电机组的结构动力学设计中,整机自振频率和振型是重要的设计参数。作者根据风力发电机组结构特点将其简化为带扭转变形的无质量梁单元和集中质量惯量单元的有序组合,并根据单元受力特点建立了梁单元和集中质量惯量单元的传递矩阵。以叶尖为输入,塔架底部为输出,根据多体系统传递矩阵模型构建原理,建立了风力发电机组整机传递矩阵模型,并使用该模型对NREL 5MW风力发电机组模型进行了模态分析。结果表明:传递矩阵法所得分析结果准确可靠,相对于有限元法,传递矩阵还具有建模灵活、计算效率高、无需建立系统总体运动方程等优点,非常适合风力发电机组的设计和优化。     

基于SDG模型的风力发电机故障诊断方法

基于符号有向图SDG(Signed Directed Graph)的故障诊断方法在化工、钢铁等大型工业系统中已广泛运用。针对传统的风力发电机组故障诊断方法诊断耗时长、诊断过程复杂等缺点,提出基于符号有向图(SDG)模型的风力发电机组故障诊断方法。研究风力发电机组结构,建立风力发电机组SDG模型。利用关联算法通过风力发电机组分布输入矩阵对候选故障源节点进行筛选、排序。案例诊断结果表明,该方法能及时有效地检测风力发电机组的故障,提高风力发电机组故障诊断的效率。     

风力机结构动力学新模型与动态响应求解计算

由于风力机所受风力来流的随机性和风力机结构的复杂性,风力机在随机风载荷下的动力学行为分析一直是风电行业急需解决的难题之一。采用刚体有限元法,将柔性塔架与叶片通过刚体单元与弹性阻尼节点进行离散,建立了风力发电机结构动力学新模型,利用模态叠加原理与Newmark法对动态特性进行了求解计算,编制相应的MATLAB仿真程序。以某型NERL 1.5MW风力发电机组为例,研究了固有频率及振型,湍流风条件下的位移、速度响应。计算结果同风力机软件GH-Bladed数据对比。结果表明:刚体有限元法建立的动力学模型准确可靠,适用于风力发电机的动力学分析计算。     

基于UG和ADAMS的风力发电机组齿轮箱动力学仿真研究

以750kW风力发电机组齿轮箱为研究对象,采用虚拟样机技术对增速齿轮箱进行了动力学仿真研究.根据齿轮箱结构、尺寸等设计参数,基于三维设计软件UG构建了风力发电机组齿轮箱的实体模型,并将其导入ADAMS中添加约束和载荷后,建立了齿轮箱的虚拟样机模型.利用ADAMS软件进行刚体动力学和关键部件的柔体动力学分析,得到输入、输...     

长度分形的风力机叶片在线检测与故障诊断

应用有限元分析方法,建立300w小型风力发电机组的动力学模型,通过模态分析及动力学仿真,提取风力机叶片的固有频率、振型及动力响应.应用非线性动力系统长度分形维理论,计算叶片正常运行和故障运行的动态特性数据及其长度分形维数,并作为叶片在线检测与故障识别的特征量.     

风电机组传动系统非线性动力学分析

考虑传动系统具有非线性刚度,建立了风力发电机组传动系统非线性动力学模型,对不同形式激励作用下风力发电机组传动系统的相轨迹图和Poincaré截面图进行了仿真研究,并应用分岔和混沌理论对风力发电机组传动系统进行稳定性分析。进一步研究了系统周期运动的稳定性以及通过倍周期分岔进入混沌的过程,给出了非线性刚度对风力发电机组传动系统稳定性的影响,仿真结果表明,负非线性刚度有利于系统保持稳定性,系统出现混沌的激励参数随负非线性刚度的增大而增大。     

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。     

兆瓦级风力发电机组传动系统的振动特性研究

以1.25 MW风力发电机组传动系统为研究对象.使用集中参数法建立传动系统的动力学模型,并对动力学模型方程进行求解,对求解结果进行分析,分析了传动系统的同有频率特性和响应特性,分析结果表明:传动系统在启动阶段发生较小的扭转变形,并网阶段发生较大的扭转变形;并网运行中,当风力和电网发生突变时,传动系统发生较大的扭转变形,其中电网突变对传动系统的影响更大;在不同的气动转矩作用下,气动转矩越大,风力发电机组传动系统受到的冲击也越大;传动系统的固有频率比较大,在工作频率附近不会发生共振.     

风力发电机组异常数据检测研究

风力发电机组运行环境往往十分恶劣,运行数据中存在大量不符合风力发电机组正常输出特性的异常数据。为了使风能成为可靠的能源来源,建立高效、准确的风电监测和预测模型十分重要,因此需要将异常数据进行识别,以更准确地分析风力发电机组的运行状况。同时,异常数据的识别和剔除是获得风功率曲线、从而评价风力发电机组发电性能优劣及风功率预测的重要步骤。对异常数据的成因开展分析是识别机组运行状态、实现风电监测的重要工作。本文阐述了风速-功率散点图中的异常数据分布特征,总结常用的异常数据识别方法、风功率曲线建模方法和风力发电机组运行状态识别方法,并分析各个方法的问题和不足,提出了风力发电机组运行状态识别深入研究的未来发展方向。     

基于整机传动链的风电齿轮箱动力学分析

齿轮箱是风力发电机组中的重要组成部分,其在整机环境下的动力学表现是决定齿轮箱寿命甚至整机寿命的关键因素。利用多体动力学仿真软件Simpack建立了刚体-柔体耦合的某MW级风力发电机组整机多体动力学传动链模型,通过将Simpack传动链模型所计算得出的固有频率与Bladed软件计算结果和理论计算结果相比较,验证了该模型的可靠性和准确性。基于该传动链模型进行了在频域上和时域上的多体动力学仿真求解,对整机传动系统进行了模态分析,对其潜在的共振可能进行了评估,分析了轴不对中对齿轮箱动力学性能的影响,最后通过试验验证了上述分析方法和评估手段的正确性。