齒輪增速箱是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件，由于其在隨機自然風(fēng)場和高空架設(shè)等使用環(huán)境下運行，要求比一般機械系統(tǒng)具有更高的可靠性和使用壽命。兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組多采用行星齒輪傳動系統(tǒng)，具有低速重載變載荷變轉(zhuǎn)速運行的特點，在隨機風(fēng)的作用下受到頻繁的擾動和激勵，動力學(xué)特性十分復(fù)雜，對系統(tǒng)可靠性及機組運行穩(wěn)定性有較大影響。針對風(fēng)力發(fā)電傳動系統(tǒng)的實際工況特點，研究行星齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)性能，有利于突破大型風(fēng)電能源裝備傳動裝置的核心技術(shù)，推動大型風(fēng)電傳動裝備設(shè)計制造的國產(chǎn)化進程。本課題是國家自然科學(xué)基金項目（50975294）研究內(nèi)容的組成部分，在引入以隨機風(fēng)載為主要外部激勵，并考慮主要內(nèi)部激勵的條件下，研究風(fēng)力發(fā)電機行星齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)特性，主要研究內(nèi)容包括：①風(fēng)力發(fā)電機傳動系統(tǒng)外部載荷特性研究根據(jù)自然風(fēng)的譜特性，基于隨機信號譜估計方法建立了用于隨機風(fēng)速模擬的AR（AutoRegressive，AR）模型；運用風(fēng)力機氣動理論建立了風(fēng)力機氣動載荷計算模型；根據(jù)電機理論，基于旋轉(zhuǎn)電機矩陣分析方法推導(dǎo)了變速恒頻發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系和電磁轉(zhuǎn)矩表達式，建立了雙饋感應(yīng)發(fā)電機（Doubly Fed Induction... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

論文技術(shù)路線框圖

Fig 2.3 Rotary speed -power curve矩限制與功率限制風(fēng)能追蹤策略時，有可能轉(zhuǎn)速達到電機允許的極率，則風(fēng)力機將進入轉(zhuǎn)速限制工作區(qū)，控制系統(tǒng)隨著風(fēng)速的增大，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速將保持恒定，而，如圖示的 fg 段功率給定曲線。當(dāng)功率增加至電3g點)，必須降低發(fā)電機的轉(zhuǎn)速使功率保持穩(wěn)定(圖2 Pout曲線，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速在 gh 點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍實際的工作點需按風(fēng)力機的工作點來選�。喝麸L(fēng)，則按 0caf 上的工作點予以控制；若風(fēng)力機工作在點予以控制。的結(jié)構(gòu)可知，傳動系統(tǒng)的輸入端即為風(fēng)力機的氣轉(zhuǎn)矩。根據(jù)上述的控制策略和方法，風(fēng)力機的氣還會隨著槳距角的調(diào)節(jié)控制而產(chǎn)生變化，發(fā)電機

將由式(3.8)和式(3.9)求得的 Φk(k=1,2,…,p)和 L 代入式(3.7)，并假定在初始時刻之前的風(fēng)速為零（即 t≤0 時，V(t)=0），便得到脈動風(fēng)速的遞推式1( ) (( ) ) ( ) ; 0,1, ,pkkv u t v u k t L X u t u T=Δ = ∑Φ Δ + Δ =L (3.11)進而將平均風(fēng)速和脈動風(fēng)速疊加，得到風(fēng)速時程序列。V (u Δt ) = V + v (u Δt ) ; u =0,1, ,TL(3.12)3.1.2 時程風(fēng)速數(shù)值模擬以風(fēng)速方向為 x 軸，離地高度方向為 z 軸建立坐標(biāo)系，并使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面在yoz 平面上。設(shè)某 MW 級風(fēng)力機的輪轂中心高度為 60m，參考風(fēng)速 12m/s，在高度方向上風(fēng)剪切指數(shù)取為 0.12，AR 模型的階數(shù)為 4，仿真時間 60s，仿真步長 0.2s，取 A(0,0,65)、B(0,0,60)和 C(0,0,55)三點位置進行風(fēng)速仿真，得到圖 3.1 所示的仿真結(jié)果。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于渦尾跡方法的風(fēng)力機載荷與響應(yīng)計算[J]. 唐迪,陸志良,王同光,吳永健.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2011(05)
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[3]風(fēng)力機葉型增升技術(shù)[J]. 白亞磊,明曉.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[4]基于自由渦尾跡法和面元法全耦合風(fēng)力機氣動特性計算[J]. 許波峰,王同光.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[5]風(fēng)力機葉尖渦的數(shù)值模擬[J]. 鐘偉,王同光.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[6]風(fēng)力機葉尖渦特性及其控制[J]. 馬興宇,明曉.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
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[8]基于BEM-GDW綜合理論對風(fēng)力機葉片優(yōu)化[J]. 何玉林,劉軍,董明洪.  現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2011(04)
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博士論文
[1]斜齒行星傳動動力學(xué)研究[D]. 楊通強.天津大學(xué) 2004

碩士論文
[1]水平軸大功率高速風(fēng)力機風(fēng)輪空氣動力學(xué)計算[D]. 張玉良.蘭州理工大學(xué) 2006
[2]有無相位差的行星齒輪傳動系中太陽輪振動特性研究[D]. 劉世華.吉林大學(xué) 2006
[3]風(fēng)力機槳葉動力學(xué)特性研究[D]. 常明飛.沈陽工業(yè)大學(xué) 2006
[4]風(fēng)力機葉片設(shè)計和顫振分析[D]. 劉虎平.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3599708