直驱永磁风力发电机定子主轴强度分析及优化

定子主轴是直驱永磁风力发电机的重要承载部件,其设计可靠性直接影响到直驱永磁风力发电机组运行的安全性和可靠性。在实体单元力学理论的基础上,利用有限元分析软件,对某型号直驱永磁风力发电机定子主轴进行静强度计算,根据GL2010风力发电机组认证指南对风力发电机进行疲劳计算,并根据计算结果提出设计的关键部位及优化方向。     

风力发电机主轴结构强度分析

详细分析了主轴及胀紧联结套的受力情况,建立了风力发电机主轴模型,分别应用工程计算和有限元分析方法,对主轴在极限工况下进行了强度分析,有限元分析时结合工程计算考虑了胀紧联结套对主轴的作用,对两种方法结果进行了对比分析,指出工程计算方法的局限性,提出有限元分析更为准确,为风力发电机主轴的结构强度分析提供了一个更为准确的分析思路,具有一定的工程实用意义。     

5kW离网小型风力发电机主轴的疲劳分析

以处于试制阶段的新型5 kW离网小型风力发电机主轴为研究对象,对该主轴进行了两种工作位置下的极限载荷分析.在确认分析结果正确后找出了该主轴上可能发生疲劳破坏的两个危险点,并得出这两个点的应力变化规律,通过有限元软件ANSYS求出这两个危险点在发生疲劳破坏前应力循环的次数,验证了该主轴能满足设计疲劳寿命.     

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。     

风力发电机主轴结构对锁紧螺纹段疲劳强度影响研究

针对有锁紧螺纹段结构的主轴,高疲劳损伤主要集中在螺纹处的问题,为降低该位置的疲劳损伤值,开展了主轴结构对锁紧螺纹段疲劳强度影响分析.在保证保留螺纹结构及主轴各项力学性能的前提下,利用有限元软件及nCode软件建立了正确的数学模型;通过改变主轴卸荷槽宽度及深度、螺纹段与主轴大端距离及螺纹段后圆弧半径这些参数,分析了这些参...     

基于Marc的风力发电机主轴动力学特性研究

本文根据振动理论建立了某型风力发电机主轴的振动方程。针对轴承弹性支撑对主轴固有频率影响的问题,建立了两种有限元模型,运用Marc有限元软件进行模态分析,并对计算结果做了对比。通过对比得出,考虑轴承弹性支撑方案计算出来的各阶固有频率值均有降低,说明轴承的弹性支撑对主轴固有频率有着较大的影响。这为以后进行进一步动力学研究提供了依据。     

风力发电机主轴的非线性接触有限元分析

使用非线性接触有限元方法对风力发电机主轴零件进行结构分析.模型模拟了轴承和轴套对主轴的非线性支承条件以及轴承的调心转动,给出静强度和疲劳寿命计算结果.分析结果表明,该主轴的强度、刚度和疲劳寿命满足设计要求.     

基于NESSUS的1.5 MW永磁直驱风力发电机主轴可靠性灵敏度分析

永磁直驱风力发电机主轴的可靠性对于整套风机系统的质量属性具有重要的影响。针对主轴结构参数的随机性,首先利用有限元软件ANSYS的参数化设计语言APDL对主轴进行参数化建模,主要变量为尺寸参数及载荷参数,并进行了初步的静力分析。然后介绍了基于设计验算点MPP的结构可靠度及参数灵敏度的计算原理。最后通过专门的结构概率分析软件NESSUS联合ANSYS的静力分析模块对主轴进行可靠性分析,获得了主轴结构可靠度指标和各个参数的灵敏度指标及设计验算点位置。     

基于ANSYS的风力发电机主轴的强度分析及优化

主轴支撑叶轮,传递动力及载荷,是风力发电机组的重要零件,主轴的可靠性直接影响着整机的可靠性、可利用率及发电量。由于主轴的支撑和受载情况复杂,工程中采用有限元法对主轴进行强度分析。使用LINK10单元模拟轴承滚子只受压不受拉的承载特性,在ANSYS软件平台下建立了主轴的有限元分析模型,计算了主轴的静强度,根据计算结果对主轴的尺寸进行了优化,优化后,主轴的安全裕度有了显著提高。     

风力发电机主轴轴承润滑方式的改进

风力发电机主轴轴承的润滑对其寿命至关重要,针对主轴轴承采用脂润滑出现的润滑脂更换困难、低温流动性差等问题,对其润滑方式进行了改进,改用油润滑方式,并详细介绍了油润滑系统。     

垂直轴风力发电机主轴结构优化设计

在全面分析垂直轴风力发电机主轴结构和受力的基础上,运用ANSYS Workbench建立垂直轴风力发电机主轴的参数化有限元模型。以主轴的强度和刚度为约束条件,以主轴质量最小为目标。对主轴的内径、支承跨距、轮辐与支承的距离和轮辐跨距进行了优化计算。并对优化前后结果进行了对比分析。计算结果表明:垂直轴风机主轴结构优化后,在保证各项力学性能的前提下,主轴质量得到较大幅度的减小。从而降低了主轴的生产成本,提高了垂直轴风力发电机的市场竞争力。     

风力发电机主轴制动器摩擦副温度场分析

基于有限元软件ANSYS建立某大型风电主轴制动器的三维有限元模型,运用参数化语言APDL进行编程,实现热载荷的循环施加,并对正常工况和紧急工况下制动盘温度场进行数值计算。结果表明,制动盘温度分布不均匀,摩擦区域温度呈现锯齿状波动,从而产生热冲击;制动盘表面摩擦区域各处温度最高点约处于制动过程的3/5段,紧急工况温度大大高于正常工况;制动结束后摩擦热向非摩擦区移动,摩擦区轴向温度趋于一致,而非摩擦区轴向上内部温度大于表面温度。     

风力发电机前底架极限与疲劳强度分析与研究

针对风力发电机前底架复杂的几何外形、载荷与边界条件,利用有限元分析软件ABAQUS并结合疲劳分析软件ANSYS Ncode Designlife,分析极限强度与疲劳寿命的数值方法,研究前底架多轴疲劳特性与疲劳寿命分析,研究底架材料的S-N曲线定义和各工况随机载荷谱的分析处理方法,为风力发电机的前底架极限强度和寿命分析提供了有效的分析方法。     

兆瓦级风力发电机组主轴优化设计

主轴作为风力发电机组传动链系统中的核心部件,其结构强度对整个机组的安全、稳定运行有着至关重要的影响。针对某4 MW双馈式风力发电机组主轴,根据其结构形式和载荷传递特点,利用参数化建模语言,以仅受压属性的杆单元模拟主轴轴承滚子,建立了有限元分析模型。依据GL2010认证规范,推导出考虑主轴平均应力效应的S-N曲线,并根据轮毂中心处的极限工况载荷与疲劳时序载荷,进行主轴静强度和疲劳损伤计算,结果显示主轴的静强度满足设计要求,疲劳强度需要优化提升,针对上述结果从结构刚度协调性和表面粗糙度两方面进行优化设计研究,最终,在保证主轴满足强度要求的同时,重量降低了约2.23%,实现了轻量化设计。     

兆瓦级风力发电机主轴结构强度及可靠性分析

针对某1.5 MW双馈式风力发电机,利用Ansys的参数化建模语言APDL对其主轴进行参数化建模,得到风机主轴参数化模型以及命令流文件。根据风机主轴的载荷数据,校核了风机主轴在16组极限工况下的静强度,结果显示主轴工作应力在工况dlc 2.1b最大,为237.086 MPa。最大工作应力小于许用极限,主轴符合静强度要求。考虑到实际情况下风机主轴结构尺寸参数、材料力学参数以及所受载荷参数的随机性,利用专门的概率分析软件NESSUS联合Ansys,对风机主轴进行基于静强度的结构可靠性分析,结果显示风机主轴的结构可靠性P_R=0.999 224 4,略小于要求的0.999 9。根据灵敏度分析结果,提高屈服强度均值,降低屈服强度标准差,提高尺寸参数R_2均值可增加风机主轴结构可靠度。     

水轮发电机主轴螺栓联接的有限元分析

针对"某水轮发电机主轴螺栓联接仅采用传统的安全系数法设计,得出的水轮发电机主轴无垫片螺栓联接的最大应力为72.0 MPa,可靠性不高"的问题,运用ANSYS软件,建立了由精细结构和一般结构组成的主轴螺栓联接有限元模型,精细结构为对称的1/12螺栓联接结构;一般结构只模拟上/下法兰,不包含螺栓,用来传递主轴的扭转力矩;两部分之间运用约束方程联接;采用了TARGE170/CONTA174单元模拟螺栓与法兰轴接触,PREST179单元模拟螺栓预紧。计算了在额定工作状态下,有/无14.5 mm垫片的主轴螺栓联接结构应力分布。研究结果表明,有/无14.5 mm垫片两种主轴螺栓联接结构均满足强度要求;无垫片结构的螺栓最大应力为92.6 MPa,比由安全系数法得到的结果大28.61%;有垫片结构的各部件应力增大4.10%~8.55%,螺栓最大应力为96.4 MPa,比无垫片结构增大4.10%。     

永磁直驱风力发电机的定子支撑轻量化设计

针对目前大型永磁直驱风力发电机定子安装机座设计笨重的缺陷,提出一种新型的抗定子变形的结构方案,该方案通过结合发电机组固定部分自身的结构及装配特点,并在特定部位来设置抗变形部件,在解决现有风力发电机定子机座体积庞大、结构笨重等问题的同时,显著提高定子机座的抗拉强度,并有效防止机座在各类发电场合下产生变形。     

永磁直驱风力发电机输出电压控制策略研究

为稳定发挥风力发电机的发电量,推动清洁能源发电的发展与进步,本文基于风力发电机的发电特性,阐述了国内外风力发电量的现状及风力发电机的有效功率数学模型,在此基础上提出风电机电压输出侧的控制措施,更好地实现电能的储存与入网的稳定性。     

永磁直驱风力发电机结构发展研究

直驱式永磁风力发电机具有高功率密度、高效率、高可靠性、低维护成本和电网兼容性好、低电压穿越能力强等优点而成为最具发展前景的风力发电解决方案。介绍了径向磁通、轴向磁通以及横向磁通电机的结构电机的特点以及应用情况,针对目前市场的主流径向磁通永磁风力发电机,综合考虑电机的轴承支撑方式、冷却方式以及内外转子结构,将其分成四种结构,并对每种结构形式的特点加以详细的分析和介绍,并指出各种结构电机的优缺点,对永磁风力发电机结构的发展趋势进行了阐述。     

直驱风力发电机主轴承失效原因分析及改进措施

针对某直驱风力发电机用大锥角双列圆锥滚子轴承使用过程中出现过早失效的问题,分析了该轴承的工作特点,并将失效轴承与正常轴承进行对比,得到其失效主要原因为压盖刚性不足导致压盖压紧力较小以及轴承负游隙值较小,进而使轴承运行过程中预紧力消失。提出以下改进措施：为提高压盖预紧力,替换轴承压盖;为增大轴承负游隙值,磨削轴承内隔圈以及增大轴承内圈与轴的过盈量。改进后轴承装机运行过程中未出现异常,满足风机运行工况要求。