隨著全球能源結(jié)構(gòu)的快速調(diào)整,新能源在能源結(jié)構(gòu)中所占比重越來(lái)越大。其中,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以其清潔、廣泛、可循環(huán)的優(yōu)勢(shì)得到了快速發(fā)展。本文在對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理以及主要結(jié)構(gòu)構(gòu)成進(jìn)行闡述的基礎(chǔ)上,對(duì)風(fēng)電機(jī)組的氣動(dòng)載荷來(lái)源、引起風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)的主要不平衡載荷來(lái)源以及風(fēng)電機(jī)機(jī)組各主要結(jié)構(gòu)振動(dòng)形式進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。結(jié)合實(shí)際情況,通過(guò)對(duì)振動(dòng)理論與模態(tài)分析方法的介紹,針對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)分析與監(jiān)測(cè)需要,基于目前已經(jīng)較為成熟的運(yùn)行模態(tài)分析方法對(duì)風(fēng)電機(jī)組主要結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性進(jìn)行分析,并結(jié)合理論模態(tài)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估。結(jié)合風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況,對(duì)模態(tài)分析的理論模態(tài)分析與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法分別進(jìn)行了介紹。首先利用理論模態(tài)分析方法對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行了模態(tài)分析,基于風(fēng)電專業(yè)設(shè)計(jì)軟件Bladed,根據(jù)山西某風(fēng)場(chǎng)1.5MW在役風(fēng)電機(jī)組參數(shù),對(duì)該機(jī)組葉片以及塔筒的理論模態(tài)進(jìn)行了分析運(yùn)算。采用3D建模軟件Pro/E對(duì)待測(cè)風(fēng)電機(jī)組塔筒進(jìn)行1:1建模,并基于有限元分析軟件ANSYS利用有限元方法進(jìn)行模態(tài)分析,得到了塔筒的理論模態(tài)參數(shù)。基于試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論,針對(duì)人工激勵(lì)難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題,對(duì)環(huán)境激勵(lì)下大功率在役風(fēng)電機(jī)組的工... 

【文章來(lái)源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.2雙饋異步型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要結(jié)構(gòu)

3.2.1基于Bladed的風(fēng)電機(jī)組模態(tài)分析Bladed是風(fēng)電行業(yè)應(yīng)用較廣的風(fēng)電設(shè)計(jì)專業(yè)軟件，可在設(shè)計(jì)階段對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行機(jī)組結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建、外部運(yùn)行環(huán)境的仿真、性能載荷計(jì)算、控制策略分析、數(shù)據(jù)后處理等一系列操作，其中也包含對(duì)風(fēng)電機(jī)組的模態(tài)分析功能，可利用該軟件對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行模態(tài)分析。Bladed已知山西某風(fēng)場(chǎng)1.5MW風(fēng)輪直徑82m,額定功率1.5MW,額定轉(zhuǎn)速17.4rpm。風(fēng)輪正常工作轉(zhuǎn)速為級(jí)行星，兩級(jí)平行，增速比為設(shè)計(jì)壽命20年，該機(jī)組已經(jīng)在役基于Bladed對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行模態(tài)分析電機(jī)組的葉片、風(fēng)輪、塔筒、機(jī)艙、控制、傳動(dòng)鏈、空氣流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及特征參數(shù)進(jìn)行了定義，借助其中的模態(tài)分析模塊，對(duì)葉片以及塔筒的前算、根據(jù)機(jī)組參數(shù)對(duì)模態(tài)阻尼進(jìn)行設(shè)置、設(shè)置方位角運(yùn)算可以得到機(jī)組葉片與塔筒的模態(tài)參數(shù)如圖大功率風(fēng)電機(jī)組的模態(tài)分析研究20風(fēng)電機(jī)組模態(tài)分析的界面圖如圖3.2所示。1.5MW雙饋型風(fēng)電機(jī)組，為水平軸三葉片，葉片長(zhǎng)度為1.5MW,切入風(fēng)速3m/s,切出風(fēng)速25m/s，額定風(fēng)速11-19.5rpm，齒輪箱為三級(jí)增速、其中一，兩級(jí)平行，增速比為99.7，發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1800rpm,額定輸出功率該機(jī)組已經(jīng)在役10年，本文以該機(jī)組為研究對(duì)象。圖3.1Bladed的軟件界面圖對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行模態(tài)分析，對(duì)山西某風(fēng)場(chǎng)待分析的算、根據(jù)機(jī)組參數(shù)對(duì)模態(tài)阻尼進(jìn)行設(shè)置、設(shè)置方位角度，通過(guò)Bladed3.2。40.25m，11.3m/s，1550kw,對(duì)山西某風(fēng)場(chǎng)待分析的1.5MW在役風(fēng)3階模態(tài)進(jìn)行計(jì)模態(tài)分析模塊

。3.2.2基于ANSYS的風(fēng)電機(jī)組模態(tài)分析有限元法是理論模態(tài)分析中常見(jiàn)的方法，借助專業(yè)的有限元分析軟件例如ANSYS、ABAQUS等，對(duì)系統(tǒng)的模型進(jìn)行構(gòu)建，在軟件中進(jìn)行模型定義，射、載荷映射、網(wǎng)格化等操作，之后進(jìn)行模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，常利用借助有限元分析軟件ANSYS過(guò)將模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換導(dǎo)入作、約束施加，靜力學(xué)分析以及模態(tài)分析操作得到結(jié)構(gòu)振動(dòng)模態(tài)參數(shù)的固有頻率，阻尼系數(shù)等，將分析結(jié)果作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)疲勞壽命延展的基矗Workbench的界面圖如圖3.3第三章風(fēng)電機(jī)組的理論模態(tài)分析21圖3.2基于Bladed的模態(tài)分析結(jié)果從上圖可以看出，該模態(tài)運(yùn)算結(jié)果主要包括風(fēng)電機(jī)組葉片以及塔筒的固有頻率，一階揮舞固有頻率為0.958Hz,一階擺振模態(tài)固有頻率為1.458Hz0.47Hz附近。該結(jié)果可用于風(fēng)電機(jī)組控制過(guò)風(fēng)電機(jī)組模態(tài)分析模態(tài)分析中常見(jiàn)的方法，借助專業(yè)的有限元分析軟件例如等，對(duì)系統(tǒng)的模型進(jìn)行構(gòu)建，在軟件中進(jìn)行模型定義，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，常利用ANSYS的DesignMode模塊建立1：對(duì)工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)振動(dòng)特性進(jìn)行有限元分析試驗(yàn)。通ANSYSWorkbench中，依次進(jìn)行材料設(shè)置、網(wǎng)格化操，將分析結(jié)果作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)疲勞壽命延展的基矗所示。阻尼比、振動(dòng)模態(tài)類型等信息。風(fēng)電機(jī)組葉片的振動(dòng)模態(tài)類型包括擺振模態(tài)、揮舞，與葉等，對(duì)系統(tǒng)的模型進(jìn)行構(gòu)建，在軟件中進(jìn)行模型定義，材料映1的三維模型，ANSYS

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3462050