大型水平轴风力发电机浆叶稳定性研究

大型水平轴风力发电机桨叶为流－刚－柔耦合的周期时变多体系统。本文暂未考虑风载荷，分析了重力载荷和桨叶预锥角、转速等因素的变化对稳定性的影响。力学建模中，考虑了桨叶挥舞、摆振、扭转和轴向运动以及根部铰的挥舞、摆振和变矩等刚体运动。利用有限元法形成5节点18自由度的刚－柔混合梁单元模型，应用Hamilton原理建立桨叶动力学方程，求得对应的摄动方程，采用Newmark隐式积分方法求解。根据Floquet理论判断运动稳定性，计算了相关转换矩阵的特征值。结果表明预锥角对桨叶运动稳定性影响不容忽视。在通常的工况下，桨叶能够 稳定地运转。