本文關(guān)鍵詞：雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組次同步振蕩建模與扭振安全性研究

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)電機(jī)組 軸系扭振 安全性 壽命損耗

【摘要】：在現(xiàn)代化的電廠中,保證風(fēng)機(jī)的安全是尤為重要的工作。隨著風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的迅速發(fā)展和機(jī)組容量的變大,更多的故障問題引發(fā)人們的重視,扭振就是其中之一。風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性與風(fēng)速變化息息相關(guān),同時(shí),匝間短路、甩負(fù)荷等機(jī)電擾動也可能使軸系產(chǎn)生扭振故障。風(fēng)力的變化和電網(wǎng)的波動對風(fēng)機(jī)具有長期的影響,瞬態(tài)沖擊類故障雖然時(shí)間短,但在不利條件配合下,仍可能產(chǎn)生超過軸系承受能力的巨大交變應(yīng)力,而造成軸系一次性的損壞,因此對風(fēng)機(jī)軸系扭振的研究具有十分重要的意義。本文以某1.5MW的雙饋異步風(fēng)電機(jī)組為例進(jìn)行分析,首先對風(fēng)電機(jī)組軸系的扭轉(zhuǎn)振動進(jìn)行了建模,包括軸系、風(fēng)輪、齒輪副和聯(lián)軸器,根據(jù)風(fēng)機(jī)的多分支結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,建立了多軸系的集中質(zhì)量模型,并對軸系的固有特性進(jìn)行分析,得出了風(fēng)機(jī)軸系振型及固有頻率,為驗(yàn)證上述建模的準(zhǔn)確性,利用ansys有限元軟件進(jìn)行驗(yàn)證,分析了參數(shù)變化對固有特性的影響。其次,對扭振故障進(jìn)行分析,闡述了引起風(fēng)機(jī)扭振的交變激勵(lì)源,包括交變風(fēng)力,次同步振蕩和瞬態(tài)沖擊類故障。給出了各種故障的故障機(jī)理和分析模型。最后,針對軸系扭振提出了Newmark-β法和raccati法相結(jié)合計(jì)算響應(yīng),利用四點(diǎn)關(guān)聯(lián)法估算材料的扭振S-N曲線,分析各類故障下的危險(xiǎn)截面應(yīng)力,計(jì)算其應(yīng)力集中系數(shù),采用雨流記數(shù)法計(jì)算疲勞壽命,將多軸應(yīng)力修正考慮在內(nèi),用Manson-coffin應(yīng)變壽命公式對疲勞壽命的計(jì)算進(jìn)行修正,并介紹了miner理論計(jì)算疲勞累積壽命損傷。并利用PSCAD對典型故障進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明第一階的共振可以被激勵(lì)出來,次同步共振和發(fā)電機(jī)故障都會對軸系壽命造成較大損害。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 軸系扭振 安全性 壽命損耗
【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】：2016
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析10-13
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 發(fā)展動態(tài)分析12-13
• 1.3 本論文主要內(nèi)容13-16
• 第2章 風(fēng)電機(jī)組軸系扭振建模及固有頻率分析16-46
• 2.1 風(fēng)機(jī)軸系扭振的特點(diǎn)16
• 2.2 風(fēng)機(jī)分支結(jié)構(gòu)扭振模型建模16-27
• 2.2.1 風(fēng)機(jī)傳動系統(tǒng)介紹16-18
• 2.2.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)輪建模18-21
• 2.2.3 齒輪副扭振建模21-24
• 2.2.4 聯(lián)軸器建模24-25
• 2.2.5 風(fēng)機(jī)扭振當(dāng)量模型25-27
• 2.3 風(fēng)電機(jī)組軸系扭振固有特性分析27-35
• 2.3.1 風(fēng)機(jī)固有特性的分析27-30
• 2.3.2 基于集中質(zhì)量法的傳遞矩陣30-33
• 2.3.3 邊界問題及求解33-35
• 2.4 基于傳遞矩陣法振型及固有頻率的計(jì)算35-38
• 2.5 基于ANSYS固有頻率的計(jì)算38-42
• 2.5.1 齒輪副模型的選擇38-39
• 2.5.2 其他部件的建模39
• 2.5.3 APDL語言命令流39-41
• 2.5.4 扭振固有頻率值41-42
• 2.6 參數(shù)變化對固有特性的影響42-45
• 2.6.1 阻尼對系統(tǒng)固有特性的影響42-44
• 2.6.2 齒輪嚙合剛度對系統(tǒng)固有特性的影響44-45
• 2.7 本章小結(jié)45-46
• 第3章 風(fēng)電機(jī)組扭振故障分析46-61
• 3.1 引起軸系扭轉(zhuǎn)不平衡的激勵(lì)源46-49
• 3.1.1 風(fēng)力變化對扭振的影響46-48
• 3.1.2 電磁力矩波動對扭振的影響48-49
• 3.2 次同步振蕩49-57
• 3.2.1 次同步振蕩特征分析50-53
• 3.2.2 基于柔性軸系的雙饋風(fēng)電機(jī)組分析模型53-57
• 3.3 短路故障57-60
• 3.3.1 短路故障特征分析58-59
• 3.3.2 雙饋發(fā)電機(jī)的分析模型59-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 第4章 風(fēng)機(jī)扭振疲勞壽命損耗的計(jì)算61-75
• 4.1 動態(tài)響應(yīng)分析61-65
• 4.2 材料扭轉(zhuǎn)S-N曲線估算方法65-67
• 4.3 軸系扭振危險(xiǎn)截面的確定67-68
• 4.4 應(yīng)力集中系數(shù)計(jì)算68-70
• 4.5 機(jī)組軸系扭振疲勞壽命損耗估算70-74
• 4.5.1 雨流計(jì)數(shù)法70-72
• 4.5.2 疲勞壽命計(jì)算公式72
• 4.5.3 疲勞累積壽命損傷計(jì)算72-74
• 4.6 本章小結(jié)74-75
• 第5章 基于PSCAD的扭振仿真與安全性分析75-92
• 5.1 仿真模型與基本參數(shù)75-83
• 5.1.1 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)模型75-80
• 5.1.2 仿真模型80-81
• 5.1.3 基本參數(shù)的設(shè)定81-83
• 5.2 扭振故障的仿真與安全性分析83-91
• 5.2.1 交變風(fēng)速83-85
• 5.2.2 短路故障85-89
• 5.2.3 次同步振蕩89-91
• 5.3 本章小結(jié)91-92
• 第6章 總結(jié)與展望92-94
• 6.1 結(jié)論92
• 6.2 展望92-94
• 參考文獻(xiàn)94-99
• 附錄99-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果101-102
• 致謝102

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8 劉，

本文編號：882716