基于正交设计的大型海上风电齿轮箱多级螺旋角优选研究

以某5 MW海上风电机组两级行星一级平行齿轮箱为研究对象,建立以其第一、二、三级齿轮螺旋角（A、B、C）为三自变量因素,以5°、8°、11°、15°为四离散水平的16组正交试验方案,基于Simpack软件完成对应方案的虚拟样机建模及动力学仿真,对各因素各水平下的均载特性、振动特性进行评估,对正交试验结果的有效性进行验证。研究结果表明：行星级的均载特性主要与该级螺旋角有关,同时受螺旋角影响,一般情况下,螺旋角越大,均载特性越好;影响高速输出轴后轴承位置振动的主要因素为第三级齿轮螺旋角,且当C在8°附近时,振动信号较小。研究结果可为大型海上风电机组齿轮螺旋角精细化设计提供理论支撑。     

基于降低风电机组叶片损伤的风电机组组合优化

对于大型风电场,研究机组组合优化,可以提高风电场运行水平,提高风电场经济效益。叶片是风电机组的关键部件之一,占风机总成本的20%,是影响风电机组使用寿命的重要因素之一。通过对叶根在不同风况下四种不同载荷工况的受力分析,量化了不同运行工况下叶片损伤量,确定了叶片损伤量与叶片寿命的关系,建立了风电场各机组总叶片损伤量的数学模型;应用改进二进制粒子群(BPSO)优化算法,结合风电场预测功率数据和负荷调度要求,以叶片损伤量最小为优化目标,建立风电场内机组组合优化调度模型。将所提出模型应用于某49.5 MW风电场,对33台机组进行组合优化,算例结果表明在满足负荷的要求下,可减少启停机次数,延长机组寿命,验证了该算法的可行性和有效性。     

基于动力学特性优化的海上风电齿轮箱配齿研究

传统的风电机组齿轮箱配齿仅取决于行星级的同心、安装、邻接条件,而忽略了其对齿轮箱重量及动力学特性的影响。以某增速比为97的5 MW海上风电机组两级行星一级平行齿轮箱为研究对象,得到其减重优化后的各级增速比解耦区间;建立基于零阶优化算法的齿轮箱配齿方案及相应的齿轮箱Simpack虚拟样机;在额定转速工况下对齿轮箱均载特性、振动特性进行定量统计分析。仿真结果表明：当第一级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为29、28、85,第二级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为26、46、118,第三级大、小齿轮齿数分别为111、25时,齿轮箱行星级均载特性良好,高速输出轴传动平稳,为大型海上风电机组齿轮箱配齿设计提供理论支撑。     

风力发电机叶片气动外形设计方法概述

该文介绍了目前风力发电机叶片的主要设计理论——Glauert理论、Schmitz理论和动量—叶素理论。运用以上三种理论,使用c#语言编程分别计算了1000W叶片的弦长和来流角,并对计算出的结果进行了比较和分析。从设计的结果可以得到,用动量—叶素理论设计出来的弦长和来流角较Glauert理论和Schmitz理论设计出来的弦长和来流角更小。但是用以上三种理论设计出来的弦长和来流角在叶根处都偏大。