本文關鍵詞：1.5MW風力發(fā)電機偏航系統主要結構動態(tài)特性分析

  更多相關文章： 風力發(fā)電機組 偏航系統 齒輪傳動 軸承接觸 Workbench

【摘要】：作為全球各類清潔能源的代表,風能的利用已經廣泛深受世界各國的青睞。經過數十年的國內外專家學者的深入研究,風力發(fā)電技術取得了長足的進步。我國作為世界第一大風力發(fā)電國家,其技術現狀與發(fā)達國家比較仍舊有很大差距。風作為一種隨機載荷,其方向大小的實時性決定了風力發(fā)電機組具有風輪時刻對準風向,才能最大限度的將風中的動能轉化為電能的特點。偏航系統的主要作用就是使機艙帶動風輪轉動,保持風輪時刻對準風向。偏航系統的另外一個作用就是為風力發(fā)電機組提供足夠大的鎖緊力矩,以保證風力發(fā)電機組穩(wěn)定工作過程中,機艙不會隨意偏轉,防止風輪出現較大的振顫現象。風力發(fā)電機組大多在野外工作,工作環(huán)境復雜,不能很好的進行結構的維護與保養(yǎng),因此在設計的過程中更應該關注其運行的安全性以及穩(wěn)定性。本文結合國內外研究現狀,分別對齒輪傳動系統與軸承支撐系統進行研究。針對傳統的葉素動量定理在偏航狀態(tài)時不能準確應用的問題,通過修正得到很好的解決。應用修正后的葉素動量定理確定風力發(fā)電機組偏航狀態(tài)下的載荷,為后續(xù)計算提供數據。在模型的建立過程中,將齒輪傳動系統抽象為簡單的數學模型,利用坐標變換方法,得到齒輪在嚙合時的運動學方程組。通過多體系統動力學理論,應用牛頓碰撞模型,建立起齒輪傳動過程的動力學方程。應用多體系統動力學軟件ADAMS與Workbench分析研究風力發(fā)電機組偏航啟動過程中偏航齒輪傳動系統的動力學特性。通過仿真計算,得到了動態(tài)嚙合力的時程曲線,揭示了偏航齒輪傳動的動態(tài)特性,同時應用計算出齒輪嚙合時的接觸應力。針對偏航軸承常見的內外圈滾道表層脫落的失效形式,基于赫茲接觸理論,應用有限元分析軟件Workbench得出偏航軸承在受到載荷作用下的接觸應力分布狀態(tài)。應用數次仿真數據進行分析,得出不同結構參數對偏航軸承最大應力的影響。通過建立精確的模型,分析偏航軸承載荷最大處接觸應力以及結構應力的大小及分布。
【關鍵詞】：風力發(fā)電機組 偏航系統 齒輪傳動 軸承接觸 Workbench
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題的研究的背景9-10
• 1.2 國內外風力發(fā)電的發(fā)展現狀10-12
• 1.2.1 世界風電的發(fā)展現狀10-11
• 1.2.2 我國風電發(fā)展現狀11-12
• 1.3 偏航系統結構研究現狀12-14
• 1.4 本論文研究的主要內容14-15
• 第2章 偏航氣動理論及偏航結構15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 風力發(fā)電機組空氣動力學基礎15-23
• 2.2.1 風力發(fā)電機組偏航時動量定理15-17
• 2.2.2 風力發(fā)電機組偏航葉素理論17-20
• 2.2.3 葉素—動量定理20-22
• 2.2.4 偏航軸承載荷22-23
• 2.3 風力發(fā)電機組偏航系統的組成結構23-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第3章 偏航齒輪系統動力學分析29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 建立齒輪傳動系統動力學模型29-32
• 3.3 齒輪傳動接觸分析32-34
• 3.3.1 齒輪嚙合剛度分析32-33
• 3.3.2 齒輪嚙合力計算33-34
• 3.4 偏航齒輪接觸系統的仿真分析34-38
• 3.4.1 偏航齒輪系統建模34-37
• 3.4.2 仿真分析37-38
• 3.5 偏航齒輪動態(tài)接觸分析38-46
• 3.5.1 Workbench軟件簡介38-39
• 3.5.2 齒輪分析前處理39-40
• 3.5.3 齒輪嚙合后處理40-46
• 3.6 本章小結46-47
• 第4章 偏航軸承接觸分析47-66
• 4.0 引言47
• 4.1 軸承接觸理論分析47-50
• 4.1.1 偏航軸承接觸理論分析47-49
• 4.1.2 最大靜態(tài)切應力49-50
• 4.2 軸承接觸應力分析50-56
• 4.2.1 軸承三維模型的建立50-53
• 4.2.2 計算結果分析53-56
• 4.3 不同結構參數對軸承應力分布的影響56-60
• 4.3.1 不同載荷作用下軸承的接觸力學分析56-57
• 4.3.2 軸承不同游隙對軸承接觸應力的影響57-58
• 4.3.3 初始接觸角對應力分布的影響58-59
• 4.3.4 溝曲率半徑系數對應力分布的影響59-60
• 4.4 偏航軸承精確分析60-64
• 4.4.1 部分模型的建立60-61
• 4.4.2 表面接觸應力分析61-62
• 4.4.3 最大切應力分析62-63
• 4.4.4 等效應力分析63-64
• 4.5 本章小結64-66
• 第5章 總結與展望66-68
• 5.1 總結66
• 5.2 展望66-68
• 參考文獻68-70
• 在學研究成果70-71
• 致謝71

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 朱格家;;能源轉型背景下我國風力發(fā)電資源與現存問題的思考[J];山東工業(yè)技術;2014年22期

2 姜攀;;基于PID的偏航策略[J];硅谷;2014年14期

3 劉堅;任東明;;歐盟能源轉型的路徑及對我國的啟示[J];中國能源;2013年12期

4 樊文凱;;風力發(fā)電技術現狀及關鍵問題分析[J];科協論壇(下半月);2013年12期

5 朱占榮;;新能源產業(yè)市場化發(fā)展趨勢探討[J];商業(yè)時代;2013年34期

6 吳麗娟;唐進元;陳思雨;李小光;;風力發(fā)電機組偏航系統顫振分析[J];太陽能學報;2013年10期

7 韓志凌;姜世平;劉開來;;偏航傳動齒輪研究及自適應系統結構設計[J];機械傳動;2013年01期

8 田振宇;;淺談風力發(fā)電的發(fā)展現狀及前景[J];企業(yè)技術開發(fā);2011年18期

9 李言;朱亮;肖繼明;李淑娟;;兆瓦級風電偏航軸承溝道結構設計和壽命研究[J];中國機械工程;2011年02期

10 何玉林;馮博;杜靜;;風力發(fā)電機組偏航系統結構有限元分析[J];機械設計與制造;2011年01期

，

本文編號：887258