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風電機組滑動式偏航系統(tǒng)動力學分析

2015-04-09 來源:《風能》 瀏覽數(shù):1287


  一、偏航驅(qū)動力矩
  從圖 7 中各工況下偏航驅(qū)動力矩的對比中可以看出,由于工況 2 為湍流等級為 C 級的湍流風,而工況 1 為普通陣風,從圖 7a 可明顯看到偏航總驅(qū)動力矩的波動情況,可見湍流風對風電機組偏航總驅(qū)動力矩影響很大。工況 1、工況 3 和工況 4 的偏航驅(qū)動力矩幅值基本是相同的,但由于工況 3 偏航速度較小,在偏航開始時刻工況 3 偏航驅(qū)動力矩較小。不同的偏航速度(圖 7b)和不同的偏航角度(圖7c)下,偏航所需時間是不同的。
  二、減速箱一級太陽輪接觸力
  從圖 8 可以看出,齒輪碰撞力有明顯的周期性,其變化頻率與減速箱驅(qū)動轉速有關,從圖 8a、8c 可以看到,雖然碰撞力幅值不同,但是時域上基本上是重合的,因為其驅(qū)動轉速是相同的,但是圖 8b 中,碰撞力的時域上有明顯的差異,可見工況 1 的碰撞力變化比工況 3 碰撞力變化快,即驅(qū)動轉速越大,碰撞力變化越急,所以驅(qū)動轉速會影響碰撞力的變化頻率。從幅值看,圖 8a 工況 2 下碰撞力的幅值明顯較大,因為湍流風風速隨機變化,導致偏航系統(tǒng)的負載出現(xiàn)幅值大范圍波動。

 
  結語
  本文在考慮風載荷和偏航摩擦阻力矩的影響下,建立滑動式軸承風電機組偏航系統(tǒng)及偏航驅(qū)動偏航減速機工作過程的動力學模型,并基于 ADAMS 軟件對構建的動力學模型進行仿真分析。結果表明 :
  (1)從分析結果來看,對于風電機組偏航系統(tǒng)來說,影響最大的因素是風況,在陣風情況下,偏航系統(tǒng)的驅(qū)動轉矩幅值波動均勻,影響不大,但是在湍流風況下,偏航系統(tǒng)的驅(qū)動轉矩卻出現(xiàn)很大的波動。
  (2)從一級太陽輪 Y 向碰撞力的變化情況來看,湍流風對其幅值影響很大,較其它三種工況,其幅值波動情況更加不穩(wěn)定,且最大值明顯大于其它三種工況,這對減速箱實際工作來說,會使減速箱受到更大的負載,增加齒輪的破壞機率 ;對偏航系統(tǒng)來說,偏航角度對偏航驅(qū)動轉矩和減速箱齒輪碰撞力的影響較小。
  (3)在同等風況下,不同偏航參數(shù)的偏航運行時,偏航系統(tǒng)內(nèi)部控制器可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)偏航驅(qū)動轉矩的作用,使之受載更加均勻穩(wěn)定。
  (作者單位:王明:大唐(赤峰)新能源有限公司;安利強、張家旗、張志強 :華北電力大學能源動力與機械工程學院)

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