發(fā)布時間：2018-09-08 07:09

【摘要】：風力發(fā)電機組是將風能轉(zhuǎn)化為電能的設備,其運行的性能直接影響著能量轉(zhuǎn)換效率和發(fā)電量。齒輪箱是雙饋式風電機組的關鍵部件,由于風電機組所處環(huán)境和所受載荷的特殊性,造成了齒輪箱的高故障率。通過對風電機組齒輪箱的動力學特性分析,可以保證其設計質(zhì)量,降低故障率,提高風電機組整體運行的可靠性。 本文以并網(wǎng)雙饋風電機組的增速齒輪箱為對象,在虛擬環(huán)境下建模,并進行了設計校核和動特性分析。主要完成以下工作： 1)以1.5MW風電機組齒輪箱(兩級行星輪+一級平行軸圓柱齒輪傳動)為對象,首先對其設計參數(shù)進行分析計算與校核,然后在Romax Designer軟件環(huán)境下,對齒輪箱進行建模和基本動力學特性分析計算。建立了齒輪箱的整體結(jié)構(gòu)和各級齒輪副的虛擬模型,并利用Romax的動力學分析功能,計算齒輪箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)部件的各階固有頻率和相應振型,探討了固有特性對結(jié)構(gòu)共振的影響。在此基礎上,計算了齒輪不同參數(shù)條件下的固有頻率,分析了齒輪主要設計參數(shù)對固有頻率的影響。 2)研究了基于相位調(diào)諧理論的行星輪系設計方法,對相位調(diào)諧條件下的齒輪箱動態(tài)特性進行模擬分析,探討齒輪箱各級行星輪系主要參數(shù)對其固有特性的影響,為提高傳動系統(tǒng)的傳動性能以及減小系統(tǒng)的振動和噪聲提供了技術支持。 3)進行了5MW雙饋風電機組增速齒輪箱參數(shù)的初步設計,并應用Romax Designer軟件建立該齒輪箱的三維虛擬模型,并對其動力學特性進行了計算分析。在以上分析的基礎上,將5MW與1.5MW風電發(fā)電機組傳動系統(tǒng)進行傳動比、尺寸、齒輪受力及固有特性等的對比。
[Abstract]:Wind turbine is a kind of equipment that converts wind energy into electric energy. The performance of wind turbine directly affects the efficiency of energy conversion and the generation of electricity. The gearbox is the key component of the doubly-fed wind turbine. Due to the particularity of the environment and load of the wind turbine, the high failure rate of the gearbox is caused. By analyzing the dynamic characteristics of the wind turbine gearbox, the design quality can be guaranteed, the failure rate can be reduced, and the reliability of the whole operation of the wind turbine unit can be improved. In this paper, the increasing speed gearbox of grid-connected doubly-fed wind turbine is taken as the object, the model is built in virtual environment, and the design checking and dynamic characteristic analysis are carried out. The main works are as follows: 1) taking the 1.5MW wind turbine gearbox (two-stage planetary gear one-stage parallel shaft cylindrical gear transmission) as the object, the design parameters are analyzed and calculated firstly, and then the design parameters are checked and analyzed under the Romax Designer software environment. The gearbox was modeled and the basic dynamic characteristics were analyzed and calculated. The integral structure of the gearbox and the virtual model of the gear pairs at all levels are established. By using the dynamic analysis function of Romax, the natural frequencies and corresponding modes of the rotating parts in the gear box are calculated, and the influence of the inherent characteristics on the structural resonance is discussed. On this basis, the natural frequencies of gears with different parameters are calculated, and the influence of the main design parameters of gears on the natural frequencies is analyzed. 2) the design method of planetary gear trains based on phase tuning theory is studied. The dynamic characteristics of gear box under phase tuning are simulated and analyzed, and the influence of the main parameters of planetary gear train on the inherent characteristics of gear box is discussed. In order to improve the transmission performance of the transmission system and reduce the vibration and noise of the system, the technical support is provided. 3) the preliminary design of the gearbox parameters of the 5MW doubly-fed wind turbine unit is carried out. The 3D virtual model of the gearbox is established by using Romax Designer software, and its dynamic characteristics are calculated and analyzed. On the basis of the above analysis, the transmission ratio, size, gear force and inherent characteristics of 5MW and 1.5MW wind generator are compared.
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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1 湯克平;風電增速箱結(jié)構(gòu)設計探討[J];傳動技術;2004年01期

2 譚昕;陳定方;;風力發(fā)電機齒輪箱虛擬樣機建模與動態(tài)特性分析[J];湖北工業(yè)大學學報;2010年04期

3 丁習坤;孫文磊;;大型風電機組傳動系統(tǒng)動力學仿真分析[J];機床與液壓;2011年03期

4 張立勇;王長路;劉法根;;風力發(fā)電及風電齒輪箱概述[J];機械傳動;2008年06期

5 施鵬飛;;國內(nèi)外風電持續(xù)迅猛發(fā)展[J];中外能源;2009年01期

6 張策,王世宇,宋軼民,楊通強;行星傳動基本參數(shù)選擇理論的再認識[J];天津大學學報;2005年04期

7 陳嚴,歐陽高飛,葉枝全;大型水平軸風力機傳動系統(tǒng)的動力學研究[J];太陽能學報;2003年05期

8 王世宇,宋軼民,張策,許偉東;行星齒輪傳動的基本參數(shù)對動態(tài)特性的影響[J];中國機械工程;2005年07期

9 王建軍,李潤方;齒輪系統(tǒng)動力學的理論體系[J];中國機械工程;1998年12期

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1 王世宇;基于相位調(diào)諧的直齒行星齒輪傳動動力學理論與實驗研究[D];天津大學;2005年

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2 劉瑩;風力發(fā)電機齒輪箱的齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學的分析與研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學;2007年

3 董進朝;大型風電齒輪箱關鍵設計技術研究[D];機械科學研究總院;2007年

4 陳紹軍;基于虛擬樣機的大型風電機組齒輪傳動系統(tǒng)沖擊特性分析[D];華北電力大學（北京）;2008年

5 柯偉;風力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)性能研究[D];華北電力大學（北京）;2008年

6 佘勃強;風力發(fā)電增速裝置的研究[D];西安理工大學;2008年

7 孟凡君;兆瓦級風力發(fā)電機組關鍵部件動態(tài)特性研究[D];沈陽工業(yè)大學;2009年

8 李喜梅;風電機組傳動系統(tǒng)失效分析與動態(tài)設計方法初步研究[D];華北電力大學（北京）;2009年

9 凡增輝;兆瓦級風電齒輪箱設計與研究[D];北京交通大學;2009年

10 張紅磊;大型風電機組齒輪箱疲勞特性數(shù)值模擬[D];華北電力大學（北京）;2010年

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本文編號：2229752