风力发电机组变桨轴承断裂失效分析

变桨轴承是风电机组的关键零部件之一,其可靠性对风电机组的安全运行有重大影响。以某型风电机组变桨轴承断裂为例,对该变桨轴承进行有限元分析,结合理化检测,研究变桨轴承套圈开裂原因。结果表明,该变桨轴承套圈疲劳强度不满足要求,螺栓孔内部有锈蚀坑,在较大循环应力作用下,套圈疲劳断裂。提出了改进及预防变桨轴承失效的措施。     

风力发电机组用变桨轴承外圈断裂的原因

风力发电机组用变桨轴承外圈在使用一段时间后发生断裂,通过宏观检查、化学成分分析、力学性能测试、断口形貌和显微组织观察等方法分析了断裂原因。结果表明:轴承外圈断裂性质为疲劳断裂;螺栓孔内表面在腐蚀介质作用下产生点蚀坑,形成应力集中点,在较大外力作用下,在应力集中明显的点蚀坑处萌生裂纹并诱发疲劳断裂。     

风力发电机组变桨滑环常见故障及原因分析

在风力发电机组中,变桨滑环是一个十分关键的设备。它为轮毂变桨系统提供动力电源,为应急照明供电,提供通信、电气控制以及安全链等相关信号。变桨滑环虽然在风机整体成本中占比较小,但变桨滑环的整体性能、稳定性等将直接关系到整个风力发电机机组的可靠运行。     

风力发电机组变桨控制系统分析

介绍了风力发电机组变桨系统的工作原理;研究了兆瓦级风力发电机组变桨距控制机构,对液压变桨距机构和电变桨机构的结构和各部分的功能作用做了详细的分析。     

风力发电机组变桨轴承建模方法的研究

变桨轴承是风力发电机组的重要组成部分,由于结构和工况的复杂性,多采用有限元仿真分析的方法进行设计和研究,建立合理有效的有限元模型是有限元分析的基础和关键。以赫兹接触理论为基础,利用Hypermesh和ANSYS进行分别建立1.5MW风机内齿型双排四点接触球轴承的实体单元模型和弹簧单元模型,通过有限元仿真分析,对两种模型进行分析评估,得到风力发电机组内齿型双排四点接触球变桨轴承的两种建模方法,此研究工作为风电机组及大型轴承的设计提供理论依据和参考。     

风力发电机变桨轴承力学分析

为提高风力发电机变桨轴承的可靠性和设计水平,根据受力与变形的关系推导出变桨轴承滚道上载荷分布的计算公式,并通过实例计算得出变桨轴承在某一负游隙时,具有最大的承载力.     

风力发电机组变桨系统的设计

为了解决风力发电机组在复杂多变的风况下,能够基本保持其发电机稳定运转的问题,将PLC、变频器技术应用到风力发电机的变桨系统中。开展了变桨系统自动控制的分析,建立了PLC、变频器和变桨电机之间的关系,利用PLC及PLC的模拟量输入模块对风电场自然风风速以及风力发电机组3片桨叶的桨距角度进行了数据信息的采集,并自动进行了内部数据的处理;然后再通过对变频器的输出控制进而控制变桨电机的工作状态,使3片桨叶旋转到与自然风风速相对应的桨距角度。在发电机能自动保持稳定运转的基础上,对其性能进行了评价。分析和验证结果表明,该系统实现了对风力发电机组变桨系统的自动控制。     

兆瓦级风力发电机组变桨系统分析

分析变桨系统工作原理,介绍变桨系统的构成和控制策略。     

风力发电机变桨轴承强度分析及影响因素

以某MW级风电机组双排四点接触球转盘轴承为例,采用ANSYS有限元分析软件建立叶片-轴承-轮毂的整体有限元模型,将钢球与沟道的非线性接触等效为弹簧单元,进行轴承结构强度和接触强度校核计算,该分析方法可减少大规模的接触计算,提高变桨轴承计算效率。对轴承宽度、加强盘厚度、轴承外径、沟道位置、预紧力等影响参数进行了研究,结果表明：增大轴承宽度、外径以及适当增加预紧力,有利于提高变桨轴承的静承载性能及疲劳性能;适当增大加强盘厚度,可有效提高变桨轴承沟道边缘的承载能力;沟道位置下移,可有效改善变桨轴承套圈的疲劳强度。     

风电机组变桨轴承漏脂分析及改进措施

针对风电机组变桨轴承漏脂问题,从密封圈密封性能、变桨轴承内部结构设计、润滑脂的选择及填充用量等方面进行分析,通过选择抗老化和抗磨损性能好的密封圈材料,把密封圈的双唇结构改为多唇结构,沟底增加矩形沟槽,改善轴承脂孔尺寸与分布,增加轴承排脂孔外侧连接螺纹孔的直径和深度,改善润滑系统控制策略,设计变桨轴承运行时注脂的频率、时...     

风力发电机组变桨系统优化设计与实现

现阶段,伴随国家对新能源鼓励、支持力度的日渐增大,风机装机容量的日渐提高,年均增速达30%。为了能够实现风电机组成本的降低,风电机组尺寸持续增大。受机组日渐大型化的影响,变桨系统在其中发挥的作用越来越大。本文以风力发电机组变桨系统为例,首先对其基本构成及原理进行了简要分析,分别从后备电源、编码器、变桨控制器等方面,探讨了其优化设计与实现策略。     

风力发电机组液压变桨机构运动与强度分析

将各个构件的Solidworks实体模型导入ANSYS中,生成柔性体模态中性文件,将该柔性体导入ADAMS中替换原有的刚性体,建立变桨机构的刚柔混合体模型。利用ADAMS对风力发电机组变桨机构的模型进行变桨精度分析,发现实际变桨速度和角位移与理论值有一定误差,提出了在桨叶盘上增设位置传感器,利用传感器发出的信号控制液压缸动作,对变桨误差进行补偿;将运动仿真过程中产生的零件载荷文件,导入ANSYS中,对关键零件进行强度分析,指出了各零件易破坏位置与最大应力位置,设计时应注意保护。     

MW级风力发电机组变桨螺栓疲劳寿命分析

基于德国船级社Germanisher Lloyd(GL)认证规范,在有限元软件MSC/Marc中对变桨螺栓进行了疲劳应力分析,得到载荷-应力历程;将多体动力学软件Bladed中计算得到的时间-载荷历程与载荷-应力曲线进行通道合并,处理成疲劳分析的时间-应力历程(随机载荷谱),并通过雨流计数法将随机载荷谱处理成规律性的载荷谱.同时依据VDI2230规范建立S-N曲线并对其进行修正,最后运用Palmgren-Miner线性损伤理论得到螺栓最终的损伤值.研究结果表明变桨螺栓在20年的设计寿命中不会发生疲劳破坏.     

风力发电机组渗漏油原因分析及解决方案研究

近年来随着风电的不断发展,风电场安装的风力发电机组类型和数量也不断增加。有关风电机组的安全运行问题越来越多,尤其是风电机组漏油问题,一直得不到彻底解决。润滑油泄漏后不但会使风电机组的齿轮箱损坏而且对机组和环境会造成严重的污染,其他油脂的泄漏同样对机组会造成严重的危害,轻则损坏设备部件,重则引起火灾等。本文从风电机组的各个部位分析讨论一下渗漏油的主要原因和预防及处理方法。我国高度重视可再生能源开发利用,风力发电作为可再生能源中最具有经济开发价值的清洁能源,是我国能源发展战略和调整电力结构的重要措施之一。2013年底全国风电累计装机达9174.46万千瓦,风电上网电量将达到1371亿kW？h。风力发电机组一旦发生火灾,可能会面临设备的损坏和因电力供应中断而产生的巨大经济损失。     

风力发电机变桨轴承微动磨损与防护

分析了变桨轴承振动载荷及失效形式,指出在交变和振动载荷的作用下,风力发电机组变桨轴承的主要其失效形式是滚动体和滚道之间发生的微动磨损损伤.通过微动试验,分析了变桨轴承中微动磨损的磨损运行机制以及润滑脂的润滑效果与微动次数、位移的关系.为减小变桨轴承微动磨损,从润滑和机械方面提出了微动磨损防护的具体措施.结果表明:微动磨损程度随载荷减小、接触角度增加和材料硬度增高而减小;通过采用含渗透能力强、抗磨添加剂及抗锈蚀剂的合成润滑脂,减小桨叶振动、改进变桨轴承结构、增加套圈接触面表面强度等措施,可减缓变桨轴承的微动磨损.     

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。     

风力发电机组变桨齿轮与齿轮箱计算方法研究

针对风力发电机组变桨齿轮,基于风力发电机组标准IEC 61400-1和齿轮设计标准ISO 6336,对其计算方法进行研究与探索。提出了根据风机变桨状态和变桨角度,合成各个齿载荷时序并分别计算齿轮强度的计算流程与方法,为实际工程应用提供了指导。结合多个实际风力发电机组作为实例,对比了文中所提方法与GL风力发电机组认证导则中简化算法的计算结果。结果表明,文中所提方法考虑了齿轮静止状态情况,较GL认证导则方法更为合理,齿轮裕度更小,为提高变桨系统可靠性提供了更为严谨的设计方法。     

基于风剪切的风力发电机组独立变桨控制

目前风力发电机逐步大型化,塔架越来越高,结构尺寸越来越大,风剪切对风力发电机组的影响也越来越大。为改善风剪切对风力发电机零部件和发电功率的影响,提出基于线性二次调节(LQR)的独立变桨控制策略,利用FAST和MATLAB 7.1/Simulink进行联合仿真,对仿真结果与统一变桨控制策略的结果进行了分析。分析结果表明:通过独立变桨控制,能够减小风力发电机的输出功率波动及主要零部件的疲劳载荷,进而能够有效地延长设备的使用寿命。     

兆瓦级风力发电机组变桨机构桨叶盘的模态分析

利用有限元分析软件ANSYS对某型号兆瓦级风力发电机桨叶轴承系统进行了模态分析,通过计算得到额定转速下桨叶盘的振型和前5阶固有频率,找到工作中容易发生共振的频率区域,为进一步提高变桨精度和变桨平稳性提供了理论依据。     

基于COSMOSMotion的兆瓦级风力发电机组变桨机构建模和分析

对兆瓦级风力发电机组的液压变桨机构进行了简化,在SolidWorks中建立了简化机构的三维实体模型,并用COSMOSMotion对其进行了运动仿真.通过仿真分析了控制油缸驱动变桨时,变桨机构各个主要构件尺寸参数与控制油缸所需性能之间的关系.其结果表明,将变桨机构中摇杆和连杆的杆长调节到合适的尺寸时,机构对控制油缸的性能要求降低,其运动也更平稳,桨叶受到的冲击更小;控制油缸在驱动变桨过程中所受到的阻力与摇杆和连杆的长度无关,而与它们之间的夹角有关.