發(fā)布時間：2017-11-07 23:17

  本文關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系扭振疲勞可靠性分析

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【摘要】：目前,大容量雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運行過程中由各種電氣故障擾動造成的穩(wěn)定性問題越來越嚴(yán)重,風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系扭振造成軸系齒輪裝置的疲勞損傷問題開始受到人們關(guān)注。目前國內(nèi)外對風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系可靠性的研究仍處于起步階段,本文以疲勞損傷程度作為可靠性指標(biāo),主要研究了不同類型電氣故障擾動作為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系扭振激勵源對軸系齒輪裝置疲勞損傷程度的影響。本論文得到了山西省煤基重點科技攻關(guān)項目“大規(guī)模間歇式新能源并網(wǎng)技術(shù)開發(fā)”的支持。本文首先建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)暫態(tài)數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系傳動鏈實際結(jié)構(gòu),建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系三質(zhì)塊等效數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,提出特征值分析法計算分析雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系扭振模態(tài),得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系扭振的固有頻率與振型,分析軸系扭振幅值最大部位。第二,從風(fēng)速擾動與電氣故障擾動兩個角度提出造成雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系扭振的不平衡激勵源,重點討論了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于不同類型電氣故障作為扭振激勵源造成軸系扭振的機(jī)理。通過PSCAD電磁暫態(tài)仿真軟件對不同激勵源造成雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩振蕩情況仿真分析,得到故障狀態(tài)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩振蕩波形與機(jī)械轉(zhuǎn)矩波形。第三,提出雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系扭振造成軸系零件疲勞損傷的機(jī)理,并建立多晶體結(jié)構(gòu)金屬材料模型分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系齒輪材料在軸系扭振作用下疲勞破壞過程。為了分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪材料的疲勞特性,提出通過行星齒輪材料參數(shù)近似擬合軸系行星齒輪的應(yīng)力-壽命曲線(S-N曲線)的方法。分析材料的記憶特性與順序效應(yīng),提出采用雨流計數(shù)法作為行星齒輪模型的載荷計數(shù)方法,對不同扭振激勵源作用下的電磁轉(zhuǎn)矩振蕩載荷雨流計數(shù)統(tǒng)計,并制作等效載荷譜。提出多種齒輪材料多軸疲勞損傷模型,并對Miner理論等疲勞損傷累積理論進(jìn)行分析。最后,提出有限元分析的方法對不同電氣故障激勵源作用下的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系齒輪模型疲勞損傷程度分析計算。利用Solidworks有限元建模軟件建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系行星齒輪有限元模型,通過ANSYS有限元分析軟件對行星齒輪有限元模型劃分網(wǎng)格并校驗其靜強(qiáng)度�；赟-N曲線理論與Miner線性疲勞累積損傷方法,通過Ncode疲勞損傷計算軟件對雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系齒輪在不同電氣故障扭振載荷作用下的疲勞損傷程度分析計算。本文從可靠性角度分析了不同電氣故障作為扭振激勵源對雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系齒輪部分疲勞損傷程度的影響,研究成果有助于預(yù)測雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)軸系齒輪裝置使用壽命,評估風(fēng)力發(fā)電機(jī)所能承受的電力系統(tǒng)故障擾動容許值,為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及時檢修維護(hù)與風(fēng)電機(jī)組安全可靠運行提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董曉亮;謝小榮;韓英鐸;李江;;基于定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩分析法的雙饋風(fēng)機(jī)次同步諧振機(jī)理研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2015年19期

2 周志剛;秦大同;楊軍;陳會濤;;隨機(jī)風(fēng)載作用下風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)疲勞壽命預(yù)測[J];太陽能學(xué)報;2014年07期

3 解大;馮俊淇;婁宇成;楊敏霞;王西田;;基于三質(zhì)量塊模型的雙饋風(fēng)機(jī)小信號建模和模態(tài)分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2013年S1期

4 岳勇;崔新維;吳安;;風(fēng)力機(jī)疲勞載荷譜的編制方法研究[J];太陽能;2013年21期

5 栗然;盧云;劉會蘭;韓彪;;雙饋風(fēng)電場經(jīng)串補(bǔ)并網(wǎng)引起次同步振蕩機(jī)理分析[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年11期

6 邊曉燕;李廣躍;王克文;符楊;徐學(xué)禮;;多運行方式下含風(fēng)電場電力系統(tǒng)的小干擾概率穩(wěn)定性研究[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年11期

7 翁海平;陳棋;;兆瓦級風(fēng)機(jī)主軸疲勞分析方法研究[J];太陽能學(xué)報;2013年10期

8 李輝;陳宏文;楊超;趙斌;唐顯虎;;含雙饋風(fēng)電場的電力系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2013年28期

9 魏巍;劉瑩;丁理杰;李興源;;改進(jìn)的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)小干擾模型[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年10期

10 陳嚴(yán);張林偉;劉雄;葉枝全;;水平軸風(fēng)力機(jī)葉片疲勞載荷的計算分析[J];太陽能學(xué)報;2013年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周志剛;隨機(jī)風(fēng)作用下風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)及動態(tài)可靠性研究[D];重慶大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王宏偉;風(fēng)電機(jī)組傳動鏈扭振建模與壽命損耗分析[D];華北電力大學(xué);2015年

2 丁國棟;雙饋風(fēng)電機(jī)組次同步振蕩研究[D];上海電機(jī)學(xué)院;2015年

3 馬浩然;2MW風(fēng)力機(jī)齒輪箱主要零部件疲勞分析及優(yōu)化設(shè)計[D];陜西科技大學(xué);2013年

4 牛興海;風(fēng)電機(jī)組中關(guān)鍵零部件的疲勞分析及應(yīng)用[D];重慶大學(xué);2012年

5 王瑞琳;風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間扭振相互作用的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

6 王鵬敏;并網(wǎng)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定性與軸系扭轉(zhuǎn)特性的研究[D];太原理工大學(xué);2011年

7 李偉;交直流電力系統(tǒng)次同步振蕩分析與抑制方法研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

8 李曉波;汽輪發(fā)電機(jī)組軸系扭振建模與壽命損耗分析[D];華北電力大學(xué)（北京）;2006年

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本文編號：1154552