MW級風(fēng)力發(fā)電機錐簡型塔架的研究.pdf

1、本論文建立了風(fēng)力機塔架的有限元模型，利用該模型對塔架底面的應(yīng)力分布規(guī)律進行了研究；在ADAMS和ANSYS中建立了整個風(fēng)力發(fā)電機的動力學(xué)模型，利用該模型研究了風(fēng)力發(fā)電機塔架的振動響應(yīng)和動特性；同時，在ADAMS和MATLAB中建立了風(fēng)力發(fā)電機的聯(lián)合仿真模型，利用該模型研究了風(fēng)剪切對風(fēng)力機塔架振動的影響。最后，對ANSYS進行了二次開發(fā)，開發(fā)了一套MW級風(fēng)力發(fā)電機錐筒型塔架的強度分析軟件。
　　 首先，本文在考慮了風(fēng)速變化和變槳引

2、起的風(fēng)力機塔架上方各部件重心變化的基礎(chǔ)上，利用ANSYS二次開發(fā)技術(shù)，建立適合多種功率的風(fēng)力發(fā)電機塔架模型結(jié)構(gòu)，研究了塔架在不同風(fēng)速模型、不同重心位置和在暴風(fēng)速工況下，塔架結(jié)構(gòu)底面上的應(yīng)力分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，塔架結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力點位置變化較小，塔架上方各部件重心的變化對塔架最大應(yīng)力值影響較小。最后，利用ANSYS研究了塔架的固有頻率和振型，并提出一些隔振措施。
　　 然后，在SolidWorks軟件中按照風(fēng)力發(fā)電機各部件的實際尺寸

3、大小和實際裝配位置完成了風(fēng)力發(fā)電機的裝配。需要指出的是，在這個裝配體模型中，只有一個葉片不是按照實際位置安裝，存在誤差，將其導(dǎo)入到ADAMS中，為每個構(gòu)件添加材料特性，并按照實際工況添加約束，最后把塔架模態(tài)中性文件導(dǎo)入到ADAMS中，將剛性塔架替換為柔性塔架，從而建立了整個風(fēng)力發(fā)電機的動力學(xué)模型，通過這個模型研究了塔架的不平衡質(zhì)量響應(yīng)以及動特性。
　　 按照上述建模方法建立了風(fēng)力發(fā)電機的動力學(xué)模型，在這個模型中，三葉片對稱安裝，

4、且每個葉片被分為四段。采用片條理論建立了風(fēng)力機的氣動性能計算模型，利用MATLAB/Simulink的S函數(shù)模塊去計算風(fēng)力機的氣動性能，然后將MATLAB/Simulink得到的空氣動力學(xué)數(shù)據(jù)參數(shù)傳遞給ADAMS模型中的氣動載荷，而ADAMS結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型又把葉片質(zhì)心的瞬時高度和風(fēng)輪的瞬時轉(zhuǎn)速輸入到Simulink模型中。通過ADAMS和MATLAB/Simulink的聯(lián)合仿真模型，研究了風(fēng)剪切對風(fēng)力機塔架振動的影響。
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