基于ABAQUS兆瓦级风力发电机组机舱罩有限元分析仿真

兆瓦级风力发电机组机舱罩多采用FRP等复合材料制成.由于材料的各向异性和大型机舱罩部件的复杂性,其CAE分析尚处于研究阶段.在分析复合材料层合板理论及其数学模型的基础上,利用ABAQUS软件采用S4R和S3壳单元模拟某机舱罩部件FRP层压板结构进行极限风速下非线性有限元分析仿真,构建了一种基于ABAQUS兆瓦级风电机组机舱罩非线性有限元分析仿真的方法,并给出了示例.     

基于ANSYS ACP的风电机组复合材料机舱罩轻量化设计

大兆瓦级风力发电机组机舱罩为大型壳体结构,多采用GFRP等复合材料制造。现有的机舱罩设计普遍趋于保守,存在冗余安全储备系数,生产安装成本过高不利于风电的降本。根据GL2010规范,对某5MW风力发电机组机舱罩进行有限元建模和静力学仿真分析,并根据分析结果,综合考虑机舱罩制造局限与制造成本进行轻量化设计,之后通过静力学分析、失效分析与模态分析对机舱罩进行校核。计算结果表明了机舱罩轻量化设计的有效性与安全性,为降低机舱罩制造和安装成本提供了新的思路和方法。     

海上双馈机组的散热布置优化研究

针对海上风电机组单机容量不断加大导致发电机等关键部件的发热量随之增加,且海上风电机组机舱须密闭换热以防止海上盐雾侵蚀机舱内重要零部件,从而对海上风电机组的冷却系统设计提出更高要求的问题,建立了某MW级海上双馈机组冷却系统散热布置设计与系统特性匹配之间的关系,并根据机组传动链特点及适应机舱紧凑布局,对其冷却系统散热布置进行了优化,采用Fluent分析了不同散热布置方式下的散热通道阻力,结合莫迪文风扇选型平台,分析比较了不同散热布置方式下的系统特性匹配,得出了其中最佳散热布置方式。研究结果表明:优化后的散热布置可提高机组冷却系统的散热效率,降低系统功耗,对海上风电机组的冷却系统设计具有参考意义。     

风电机组机舱环境温度改善研究

良好的机舱环境和合理的机舱温度,是风电机组安全运行的有力保障。通过在风电机组安装机舱环境智能过滤降温系统,有效改善机舱环境,降低机舱温度,减少风电机组的停机时间,提高风电机组的并网运行时间,切实保障风电场的安全运行,提高风电场的运行效率和经济效益。     

基于GNSS的风电机组低频振动位移计算方法研究

针对风电机组叶轮、塔架等耦合引起的低频振动问题,对风电机组机舱低频振动位移的计算方法开展了理论推导、仿真验证和现场测试研究。首先,基于GNSS-RTK精准定位技术,推导了风电机组机舱低频振动位移的计算方法;然后,通过MATLAB软件,搭建了风电机组机舱的空间运行轨迹,并对该计算方法进行了仿真验证;最后,开展了GNSS设备和加速度传感器的对比测试,将位移结果与Bladed软件计算的理论位移进行了趋势和误差分析。研究结果表明:基于GNSS的机舱低频振动位移与仿真设定位移之间的偏差在10~(-15)数量级,该结果与理论位移曲线的变化趋势一致,误差为2.9%,优于加速度二次积分计算位移的误差47.1%;仿真和现场测试结果均验证了该计算方法的正确性和准确度,该方法适用于风电机组低频振动的长期监测,且具有精度高、成本低的特点。     

风机机舱罩的参数化缠绕线型设计及其仿真

该研究利用参数化缠绕的方法,对风机机舱罩这一非圆截面组合体结构进行了缠绕线型设计和仿真。首先建立了机舱罩的数学模型,并以此为基础,利用微分几何的知识计算了其主体表面的测地线轨迹。根据该结构的特点设计了系数h(z),再以主体表面的测地线轨迹为基础,两者结合得出了机舱罩尾部表面的缠绕线型。最后,通过Unity3D等软件搭建了仿真环境,进行了机舱罩纤维缠绕的仿真实验,证明了此设计的可行性,也为类似结构的缠绕方法提供了参考。     

基于机舱传递函数的风电机组传动链效率测试与研究

针对国内风力发电机组传统传动链效率测试方法存在成本过高、难度较大的问题,对机舱传递函数(NTF)分区间式的最优拟合进行了分析与研究。对机舱传递函数有效性的检查流程进行了阐述,提出了一种相对可靠且便捷的风电机组传动链效率测试方法,利用机舱传递函数对机舱风速进行了校正,对某平坦地形风电场内的某台2.0 MW风电机组进行了传动链效率测试,将实测结果与利用传统测风方法的实测结果进行了比对分析。研究结果表明:两种测试方法的测试结果基本一致,因此利用分区间式的机舱传递函数的测试方法可以准确测得风电机组传动链效率,大大降低了测试成本及实施难度。     

兆瓦级风力发电机组机舱罩设计与计算方法

基于ANSYS软件平台,对兆瓦级风力发电机组机舱罩的设计方法进行介绍,并推荐了一种"三明治"结构机舱罩的设计计算方法。这种结构和计算方法的优势在于能够获得更轻的质量(降低20%-40%)和更好的强度,隔离效果比较出众。     

基于FEM的风力发电机组机舱罩全仿真强度分析

本文针对某兆瓦级风力发电机机舱罩,提出了一种新的强度分析方法,考虑与机舱罩相关联机架结构的基座反力,建立机舱罩全仿真模型,基于GL2010规范,使用ANSYS软件进行计算。之后与传统的计算方法进行对比,发现传统方法的结果与机舱罩全仿真模型的结果有较大差距,拉应变最大差距26.92%,压应最大差距22.89%。新方法能够较全面反映机舱罩真实受力情况,可靠性高。     

大功率风电机组传动系统液力变矩器的设计研究

利用几何相似设计理论,根据风电机组传动系统要求,应用MATLAB编写计算程序,求出专用导叶可调液力变矩器循环圆各部分几何尺寸并设计其机械结构.建立液力变矩器的动态数学模型,并进行MATLAB/Simulink仿真分析,验证了液力变矩器应用在风电机组传动系统的合理性,为大功率风电机组传动系统设计提供必要的理论基础.     

基于有限元的大型风力发电机组金属机舱罩设计开发

设计了一种以Q235B为材料的大型风力发电机组金属机舱罩。首先构建了金属机舱罩的三维模型,然后根据风机适用的风区类型对金属机舱罩所受的载荷和工况进行设置,并利用有限元分析方法对金属机舱罩的强度、变形量及振动模态进行详细分析计算,最终确定大型风力发电机组金属机舱罩的可行性。     

风电专用自爬式起重机总体方案

文中介绍了大型风电机组及其常用的吊装方法,提出了一种风电机组吊装专用的自攀爬式起重机,并给出了该机的总体方案设计方法和流程。另外,提出附着于塔筒筒壁的起重机爬升原理和方法,阐述了依据该方法的起重机各部件的功能构造,阐明爬升工况和吊重工况中起重机多点支承的载荷和内力分配情况,同时详细叙述了风电机组筒节、机舱、轮毂和叶片等部件的吊装情况。     

风电机组静态偏航误差的分析与研究

静态偏航误差普遍存在于风电机组的偏航控制中,为了研究风电机组的静态偏航误差,对偏航误差产生的原因和对功率的影响进行了分析。利用机舱式激光雷达测风仪对风电机组的静态偏航误差进行校正,通过修正主控系统的风向补偿因数,改变主控系统采集的风向角度。对比风向补偿因数修正前后的静态偏航误差变化趋势,验证了利用激光雷达测风仪进行静态偏航误差校正的正确性。     

风电滑动轴承设计与性能检测技术发展现状

风电是我国清洁能源的重要发展方向,风电机组大型化是降低风力发电成本的重要举措,随着风电机组朝着大型化方向发展,传统风电机组用滚动轴承的故障率与加工成本随轴承尺寸的增大而显著增加,已成为制约风电机组大型化的“卡脖子”问题。滑动轴承具有稳定性高、对材料缺陷和外界杂质包容性好、加工成本低等特点,有望克服传统风电机组中滚动轴承的缺点,已成为大型风电机组轴承的发展趋势。针对风电轴承“以滑代滚”过程中风电滑动轴承的设计与性能检测技术发展现状,介绍了风电主轴轴承、齿轮箱轴承面临的转速低,载荷大,外界干扰复杂,启停频繁等技术难点;详细分析了风电滑动轴承常见结构形式、润滑性能分析与结构优化设计方法,以及通过检测、监测膜厚、温度、油液磨粒、磨损、振动等方法评估滑动轴承性能及润滑状态的研究现状;最后对风电滑动轴承的研究方向进行了展望,以期对风电滑动轴承的研制提供参考。     

兆瓦级变速恒频风电机组控制系统的研究与开发

首先给出了兆瓦级变速型风力发电机组电控系统的总体结构,然后对机组的运行工作原理进行了分析说明,并进行了关于电控系统基本功能与机组控制策略的设计,最后,提出了兆瓦级变速恒频风电机组电控系统硬件与软件的总体实现方案.     

风电增速箱结构设计探讨

本文对风电增速箱结构作了较为深入和独到的阐述,对风电公司的机组选型以及风电增速箱设计有较好的参考价值.     

基于2自由度传动调速的风电机组模拟系统设计

在与双馈、永磁直驱等传统风电机组的结构方案进行对比分析的基础上,提出了2自由度传动的新型风电机组模拟系统方案:首先,建立了风轮转矩与风速、转速、桨距角的关系式,并采用电动机按此关系式模拟风轮转矩作为输入;其次,建立了典型2自由度传动机构(差动轮系)的动力学模型,用其模拟新型风电机组的传动链;最后,在SIMULINK中分别建立了新型风电机组和传统双馈风电机组的模拟系统。将仿真结果进行对比,验证了2自由度传动的风电机组模拟系统的有效性,为后续2自由度传动调速风电机组物理试验平台的设计提供了理论基础。     

基于ANSYS的风电机组主机吊具强度分析及优化设计

风电机组主机吊具的结构强度关系着吊装作业的安全,需要进行严格校核.以某MW级风电机组的主机吊装为例设计了吊具,采用ANSYS软件,结合实际的吊装过程进行有限元建模,并计算吊具的强度;根据有限元计算结果、应力分布以及变形情况,对风电机组主机吊装过程中吊具的受力情况进行了分析,优化了主机吊具的结构.优化后的风电机组主机吊具最大von Mises应力由733.71 MPa减小到224.86 MPa,应力降低了69.4％,满足强度要求;同时,主机吊具的重量由10685.07 kg减小到9587.46 kg,重量减少了约10.3％,降低了吊具的材料成本.     

浅析兆瓦级风电机组偏航轴承制造工艺

兆瓦级风电机组偏航轴承通常安装在风力发电设备偏航系统的塔座和机舱的连接之处,其最大的特点是具有较好的密封性能,结构严谨,表面抗腐蚀性能强,使用周期较长等。而且可以承受一定的轴向和径向负荷。因此,其制造工艺受到人们广泛关注。本文笔者从兆瓦级风电机组偏航轴承制造过程中需要的材料以及实际的加工工艺等方面进行分析和论述。希望可以为相关人员提供帮助。     

风电机组工作原理及结构

风电机组通过风轮、主轴、齿轮箱、发电机完成了风能向电能的转化.而机组产生的载荷由轮毂、主轴、主轴轴承座、底架到塔架实现传递.风电机组结构即按其工作原理和功能进行设计.