【摘要】：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備,其運(yùn)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(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵部件,由于風(fēng)電機(jī)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(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的動(dòng)力學(xué)特性分析,可以保證其設(shè)計(jì)質(zhì)量,降低故障率,提高風(fēng)電機(jī)組整體運(yùn)行的可靠性。 本文以并網(wǎng)雙饋風(fēng)電機(jī)組的增速齒輪箱為對(duì)象,在虛擬環(huán)境下建模,并進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核和動(dòng)特性分析。主要完成以下工作： 1)以1.5MW風(fēng)電機(jī)組齒輪箱(兩級(jí)行星輪+一級(jí)平行軸圓柱齒輪傳動(dòng))為對(duì)象,首先對(duì)其設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算與校核,然后在Romax Designer軟件環(huán)境下,對(duì)齒輪箱進(jìn)行建模和基本動(dòng)力學(xué)特性分析計(jì)算。建立了齒輪箱的整體結(jié)構(gòu)和各級(jí)齒輪副的虛擬模型,并利用Romax的動(dòng)力學(xué)分析功能,計(jì)算齒輪箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)部件的各階固有頻率和相應(yīng)振型,探討了固有特性對(duì)結(jié)構(gòu)共振的影響。在此基礎(chǔ)上,計(jì)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(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)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(shè)計(jì)方法,對(duì)相位調(diào)諧條件下的齒輪箱動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行模擬分析,探討齒輪箱各級(jí)行星輪系主要參數(shù)對(duì)其固有特性的影響,為提高傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)性能以及減小系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲提供了技術(shù)支持。 3)進(jìn)行了5MW雙饋風(fēng)電機(jī)組增速齒輪箱參數(shù)的初步設(shè)計(jì),并應(yīng)用Romax Designer軟件建立該齒輪箱的三維虛擬模型,并對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了計(jì)算分析。在以上分析的基礎(chǔ)上,將5MW與1.5MW風(fēng)電發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行傳動(dòng)比、尺寸、齒輪受力及固有特性等的對(duì)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(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2229752