隨著能源和環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)峻,風(fēng)能作為一種清潔、可再生能源受到了廣泛的應(yīng)用和關(guān)注,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心關(guān)鍵部件之一,主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速,其性能好壞直接決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的好壞。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作在變載荷的惡劣工況,處于高空架設(shè),維修困難,這就對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性提出了很高的要求。因此,研究在時(shí)變載荷條件下風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中的重要任務(wù)之一。 本文以采用一級(jí)行星傳動(dòng)加兩級(jí)平行軸直齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式的1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,研究其在時(shí)變風(fēng)載荷下的動(dòng)力學(xué)特性。論文的主要研究工作包括: ①研究了風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的外部激勵(lì)。為了更真實(shí)的反應(yīng)系統(tǒng)的外部激勵(lì),采用基于數(shù)值模擬的自回歸(AR)模型來(lái)模擬實(shí)際風(fēng)速,并根據(jù)AR脈動(dòng)風(fēng)速計(jì)算得到相應(yīng)的載荷作為系統(tǒng)的外部激勵(lì); ②采用集中質(zhì)量法建立了考慮系統(tǒng)的時(shí)變嚙合剛度、嚙合誤差和阻尼影響的系統(tǒng)純扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論求得了系統(tǒng)振動(dòng)的固有頻率和振動(dòng)模態(tài); ③在用平均嚙合剛度代替時(shí)變嚙合剛度并忽略嚙合誤差的基礎(chǔ)上,選用多組時(shí)變的外部激勵(lì),研究了系統(tǒng)在不同外部激勵(lì)下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性,求得了系統(tǒng)中各齒輪的振動(dòng)位移響應(yīng)和各嚙合副的動(dòng)態(tài)嚙合力響應(yīng),對(duì)比分析了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)隨外部激勵(lì)變化的規(guī)律; ④分析了系統(tǒng)的時(shí)變嚙合剛度和嚙合誤差,并計(jì)算了由二者引起的內(nèi)部激勵(lì)。在此基礎(chǔ)上,求得了系統(tǒng)在內(nèi)部激勵(lì)和外部激勵(lì)共同作用下的各齒輪振動(dòng)位移和各嚙合副的動(dòng)態(tài)嚙合力響應(yīng),并分析了該響應(yīng)的頻域特性。 本文所做的研究工作,為在變風(fēng)載下兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)提供了一定的理論參考依據(jù),為工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類(lèi)】：TH132.41;TM315
【部分圖文】：

一般來(lái)說(shuō)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行分為四個(gè)區(qū)域[55]，如圖2.2所示所示：① 區(qū)域(a)，當(dāng)風(fēng)速小于風(fēng)力機(jī)的切入風(fēng)速 Vcut in，此時(shí)的風(fēng)能無(wú)法為風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子提供啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，風(fēng)力機(jī)不能轉(zhuǎn)換電能。② 區(qū)域(b)，當(dāng)風(fēng)速大于切入風(fēng)速 Vcut in但小于額定風(fēng)速 Vrate時(shí)，通過(guò)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨著風(fēng)速的變換，來(lái)獲得最大風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率。③ 區(qū)域(c)，當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速 Vrate但小于切出風(fēng)速 Vcut off時(shí)

圖 3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪Fig 3.1 Sketch of the gear drive systeTin—低速端輸入轉(zhuǎn)矩；Tout—高速端輸出轉(zhuǎn)矩太陽(yáng)輪；1—中間級(jí)主動(dòng)直齒輪；2—中間級(jí)從動(dòng)從動(dòng)直齒輪。齒輪系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)中所建立的力學(xué)模型型，主要有四種模型。動(dòng)載系數(shù)模型：主要的動(dòng)載系數(shù)；齒輪副扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型：該模型究齒輪副的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，它主要用來(lái)研究齒輪以傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，模型中包含了齒輪僅可以分析嚙合輪齒的動(dòng)載荷，而且可以確作用；齒輪系統(tǒng)模型：同時(shí)以齒輪系統(tǒng)中的建模對(duì)象，該模型是耦合性模型，可以全面本文利用集中質(zhì)量法來(lái)建立齒輪傳動(dòng)系

hysics model of the gear transmission system for the wind-driven g接太陽(yáng)輪與直齒輪 1 的軸的扭轉(zhuǎn)剛度；接直齒輪 2 與直齒輪 3 的軸的扭轉(zhuǎn)剛度；太陽(yáng)輪與直齒輪 1 的軸的阻尼；接直齒輪 2 與直齒輪 3 的軸的阻尼。行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)物理模型cusp1cinTusup2usp2csp2k2rcp2rpk1rpc1rpk
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 楊紹波;兆瓦級(jí)以上風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];西華大學(xué);2011年

2 李超;變風(fēng)載下變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估與動(dòng)力學(xué)特性研究[D];重慶大學(xué);2011年

3 張壯飛;風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)變載荷動(dòng)力學(xué)特性研究[D];重慶大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2862243