【摘要】： 本文以水平軸風(fēng)力機(jī)為研究對象,分別對風(fēng)力機(jī)葉片、塔架的固有特性和風(fēng)力機(jī)耦合系統(tǒng)的固有頻率、動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行計算分析,并用FORTRAN語言編制成仿真程序。 簡化復(fù)雜的葉片、塔架物理模型為懸臂梁模型,采用矩陣分析方法對懸臂梁的固有特性進(jìn)行計算。對NREL Phase V葉片的固有頻率進(jìn)行計算,并與實驗數(shù)據(jù)對比;同時對風(fēng)力機(jī)Turbowinds T600-48葉片、塔架的固有特性進(jìn)行計算,并與文獻(xiàn)中結(jié)果對比。 基于動量—葉素理論和廣義坐標(biāo)系下的多自由度拉格朗日方程,利用模態(tài)分析方法建立了風(fēng)輪/機(jī)艙/塔架耦合系統(tǒng)的運動方程。對風(fēng)力機(jī)Turbowinds T600-48的固有頻率和動態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行計算,并與實驗數(shù)據(jù)對比分析,同時對兩葉片風(fēng)力機(jī)VUB-H8計算。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)（北京）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TK83
【圖文】：

待定的廣義坐標(biāo)。這時，連續(xù)系統(tǒng)的運動可表示為這些假設(shè)模態(tài)運動的線性組合。假設(shè)風(fēng)力機(jī)的葉片、塔架為懸臂梁，在懸臂梁的彎曲振動問題中，將梁的撓度表示為夕(x，‘)一藝滬，(x)。，(，)，如圖2一l所示。圖2一1梁的變形原則上，假設(shè)模態(tài)法也適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的振動分析。但實際_匕難于找到整體結(jié)構(gòu)的假設(shè)模態(tài)。為了克服這一困難，人們設(shè)法把一個復(fù)雜結(jié)構(gòu)分解為若千個較簡單的子結(jié)構(gòu)。對于這些子結(jié)構(gòu)，較易找到它們的真實模態(tài)和假設(shè)模態(tài)。然后根據(jù)在對接面上保持位移協(xié)調(diào)的條件，把這些子結(jié)構(gòu)裝配成總體結(jié)構(gòu)。這樣，就可以用各個結(jié)構(gòu)的真實或者假設(shè)模態(tài)來綜合總體結(jié)構(gòu)的近似振動模態(tài)[3“]。對于風(fēng)力機(jī)這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，采用模態(tài)分析法把風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)分為葉片、機(jī)艙和塔架三部分，并且認(rèn)為葉片和塔架由柔性的連續(xù)體所組成。每個部件變形都可以用模態(tài)求和法來表示。為了使問題簡化并滿足設(shè)計實際的需要，對風(fēng)力機(jī)的葉片和塔架分別考慮2個方向自由度

動力是與風(fēng)力機(jī)各部件的幾何形狀有關(guān)的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是一個剛?cè)崤汉系亩囿w系統(tǒng)，主要的彈性振動體是葉片和塔架，機(jī)艙剛性較好，主要是以質(zhì)量慣性參與振動。如圖4一1所示，是葉片和塔架的振動情況。圖4一1振動情況葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中受力最復(fù)雜的部件，葉片在不停地旋轉(zhuǎn)，各種激振力幾乎都是通過葉片傳遞出去的。無論是地球大氣層形成的風(fēng)的不均勻流，還是塔影效應(yīng)、重力的影響以及陣風(fēng)等因素，都是作用在葉片上。葉片結(jié)構(gòu)是個展向長，弦長短，柔性大，是一個容易發(fā)生振動的細(xì)長彈性體，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各種機(jī)械振動首先發(fā)生在葉片上。而且葉片還是一個典型的氣動力部件，在旋轉(zhuǎn)過程中不但承受空氣阻力的作用，還會產(chǎn)生升力，這使得葉片成為既有機(jī)械振動又承受氣動力?

」二L刀·」一麗硬1麗萬蔽 蔽輸輸出參數(shù)數(shù) 圖4一2流程圖風(fēng)力機(jī) TurbowindsT60O一48的基本參數(shù):葉片數(shù)為3，風(fēng)輪直徑為48m，塔架高度為53.7m額定風(fēng)速為12.sm/s，額定功率為600kw。800070006000500040003000200010000一一一 6.OE+10 5.OE+10弓.OE+103.OE+10 2.OE+10三

本文編號：2803641