风电场风力发电机组塔架基础设计研究

基于广东徐闻洋前风电场工程,对风力发电机组塔架基础设计进行研究。通过合理的设计优化,在基础形式、桩型、稳定性等方面采用了独特的思路和新工艺。     

大型风力发电机组塔架焊接变形矫正方法

介绍大型风力发电机组塔架焊接变形的矫正方法,矫正火焰的种类,加热方式,火焰矫正工艺等原理,从而有效地矫正、控制风力发电机组塔架焊接变形,满足运行使用要求.     

基于ANSYS Workbench的大型风力发电机组塔架静态分析

针对大型风力发电机组塔架事故发生率高的问题,以酒泉风电基地瓜州风电场某大型1．5MW风力发电机组塔架（锥筒式）为研究对象,利用ANSYS Workbench软件建立大型风力发电机组塔架的三维有限元模型,进行静态强度分析和剐度分析,准确计算出塔架在各种荷载下的应力及塔顶位移。计算结果表明：被分析的1．5MW风力发电机组塔架（锥筒式）整体结构满足强度和刚度要求,为塔架的优化设计提供了依据。     

地震对风力发电机组塔架设计的影响

以国内典型的82m风轮直径、70m轮毂高度的1.5MW风力发电机组为例,介绍了Ⅷ级烈度地震载荷的计算方法,通过有限元法(FEA)建模计算了风力发电机组塔架的自然模态位移和地震载荷,并利用得出的计算结果确定地震对塔架设计的影响。实例应用结果表明,Ⅷ级烈度地震引起的载荷叠加值小于塔架的设计极限载荷,塔架设计能满足安装在烈度Ⅰ～Ⅷ地震地区的安全要求。     

风力发电机组塔架减振控制策略设计

大型变速变桨风力发电机组塔架减振控制对延长风电机组整机运行寿命和保障机组安全稳定运行具有十分重要意义,为此提出一种塔架阻尼器反馈控制减振方法.在对塔架受力分析及建模的基础上,建立了塔架系统的运动方程,并对塔架振动原因进行分析,得到引起振动的重要因素,通过设计塔架阻尼器反馈控制来抑制塔架振动.以某国产2 MW机组为例,通...     

大型风力发电机组塔架联接螺栓最大工作载荷的计算

通过风力发电机组塔架联接螺栓所受的载荷种类、特点,对塔架联接螺栓受力状态进行分析,并根据螺栓的分布规律推导出联接螺栓最大工作载荷的精确、简便的计算公式,可供相关设计人员参考.     

风力发电机组塔架仿真和分析

简单介绍了风力发电机组塔架的类型和风力发电机组塔架设计的重要性。分别在某种参考风速及其风向改变90°和180°条件下,运用风力发电机组设计软件Bladed for Windows对风力发电机组塔架风载荷进行了仿真分析。最后,结合仿真结果和实际情况分析了叶片安装角、风轮锥角、风轮仰角、悬距、塔架气动阻力系数和塔架线密度等对塔架风载荷的影响。为风力发电机组的塔架设计提供了参考。     

小型风力发电机组系统优化设计

基于小型风力发电机组整个系统，从风机的风轮，发电机，回转部分的设计，风机的调速方法，风机的控制与变流问题，风机的稳定问题等几方面探讨了如何优化设计小型风力发电机系统的方法。     

LFD16型75KW风力发电机塔架动态分析

分析了风力发电机塔架产生振动的主要原因，提出用有限元法可以对这种振动进行分析计算，并对７５ＫＷ风力发电机的塔架振动进行了分析。     

大型风力发电机组塔架刚度的研究

以大型风力发电机组最常用的变截面（锥形）塔架结构为例,根据刚度相等的条件,推导出变截面塔架结构在横向力、弯矩及均布载荷作用下对应的当量惯性矩的计算公式：从而可简便地利用材料力学中的经典公式求出其顶端的位移,达到塔架刚度计算的目的．     

风力发电机组塔筒门段结构优化设计

文章提出了两种新的塔筒门段结构形式,一种是将门洞进行整体钢板切割,焊好门框后,再整体与塔筒段筒体焊接;另一种也是将门洞进行整体钢板切割,但取消门框,同时加厚门洞所在塔筒壁厚。两种结构静强度分析均满足设计要求,且塔筒段减重明显,为塔筒门段结构设计提供了参考。     

基于仿生设计的风力机塔架力学性能分析

为提高塔架力学性能,提出一种仿生结构塔架并研究静态和动态结构特性。建立了1.5 MW风力机塔架有限元模型,通过仿棕榈植物的结构,将传统塔架模型设计成带类维管束腹板的锥筒塔架和带类维管束腹板多段式仿生塔架,并将计算结果与传统塔架进行了对比分析。结果表明:类维管束腹板使仿生塔架具有更强的抗弯性能,可有效降低塔架的塔尖位移,较之传统塔架减小了68%;传统塔架的应力集中在塔架根部,而仿生塔架能高效地分散载荷,最大应力下降19%,起到减载作用;仿生塔架的一阶固有频率较传统塔架下降0.246 Hz,能够避开塔架的共振频率范围。     

考虑连接段厚度影响的风力机组合塔架优化设计*

钢-混组合塔架是低风速地区风力机支撑结构的主要型式之一,连接段对结构的性能有重要影响,组合塔架结构设计直接影响风力机的安全与建设成本。为改善塔架的结构性能以及降低塔架造价,构建了以各塔段外径、壁厚、连接段厚度和混凝土段高度等关键几何尺寸为设计变量,以塔架的固有频率、应力、位移和稳定性等关键性态指标为约束条件,以塔架成本为目标函数的优化设计数学模型。利用模型对某3 MW风力机组合塔架进行优化设计。结果表明：优化方案的塔架总成本减少了15.7%,塔架的整体结构性能得到一定改善;混凝土段高度为塔架总高度的62%时总成本最低;考虑连接段厚度的优化模型能有效调整连接段的受力性能,有利于提高塔架整体优化的效果。考虑组合塔架连接段厚度的优化设计可为同类塔架的设计提供参考。     

大型风电机组塔筒门洞的参数化优化设计

风电机组塔筒结构的薄弱处是门洞,门洞设计的好坏将直接影响到塔筒整体的可靠性。借助CAE工具ANSYS Workbench对大型风电机组塔筒门洞进行参数化建模,并将决定门洞形状的3个参数（椭圆长轴RMX16、短轴RMN18和直边H21）作为输入参数,von mises应力作为输出参数,设优化目标为应力最小,得到优化后门洞形状为椭圆形。实践证明,利用结构优化设计的理念,对塔筒门洞进行形状参数优化,可以求得最优塔筒门洞形状,用以提升塔筒的可靠性。与常规结构设计方法相比,采用优化设计方法,显著提高了设计效率、设计品质,而且节约了设计成本,可以在风电机组的产品设计中推广应用。     

地震对不同容量风力机塔架动力响应规律研究

为研究湍流风与地震联合作用下风力机塔架动力响应规律,以AOC 50 kW、WindPACT 1.5 MW和NREL 5 MW 3种不同容量风力机为研究对象,考虑土-构耦合模型效应,基于开源软件FAST预留数据接口,编译地震载荷计算模块,建立了湍流风与地震激励实时耦合的动力仿真模型。基于ASCE标准地震反应谱,得到20种不同强度的地震加速度,计算了不同强度地震与湍流风联合作用下的风力机塔架动力学响应。结果表明:地面加速度峰值(Peak Ground Acceleration,PGA)为0.3g时,湍流风与地震联合作用对塔基剪切力和弯矩影响较大;随地震强度的增大,塔架不同高度处的最大弯矩与高度之间的关系逐渐由线性转变为非线性;发现国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)和美国风能协会/美国土木工程师协会(American Wind Energy Association/The American Society of Civil Engineers,AWEA/ASCE)对地震载荷与风载荷共同作用下的载荷预估模型结果误差较大,并提出了新的高精度模型,可为风力机塔架载荷预估及预防地震风险提供一定的参考。     

小型变桨距风力机的气动优化设计

基于叶素动量理论分析了小型风力机的气动性能分析模型,并提出了叶片的气动优化设计方法.结合叶片制造和应用中的实际要求,设计了10 kW小型变桨距风力机叶片的气动外形.计算结果表明,设计叶片具有良好的气动性能,验证了该设计方法有效实用.     

兆瓦级风电机组轮毂的优化设计及分析

应用有限元分析软件平台ANSYS Workbench,对某兆瓦级风力发电机组的轮毂进行形状优化设计。经过3轮优化,刚性轮毂被设计成一个空心的似球体,轮毂的外形更加合理,轮毂的重量得以减轻。在减少球墨铸铁用量的同时,使轮毂的有效刚度达到最大化。验证结果表明,优化后的轮毂设计结构,完全满足静强度的设计要求。优化设计的方法简便可靠,适用于大型风电机组轮毂及其他机械部件的设计及分析。     

考虑时变气动阻尼的风电机组塔筒地震响应分析

为了分析时变气动阻尼对风电机组塔筒地震响应的影响,首先分析了塔筒所承受的地震载荷和气动载荷,然后基于气动载荷和相对风速之间的导数关系推导了塔筒前后和左右方向上的时变气动阻尼计算方法,将地震加速度和时变气动阻尼引入到塔筒动力学运动方程中并进行时域求解,以某2.0MW风电机组塔筒为例进行地震响应计算,分析了影响气动阻尼大小的翼型气动特性,并着重研究了地震作用下时变气动阻尼对塔顶振动位移的影响程度,为风电机组塔筒抗震设计提供一定参考。     

大型近海风力机塔架地震动力学响应分析

地震激励严重威胁风力机正常稳定运行,以丹麦科技大学(DTU)与Vestas公司联合研发的DTU 10 MW风力机为研究对象,考虑海床土壤柔性,基于有限元及p-y曲线法,研究风力机塔架在3种实测地震激励作用下的瞬态动力学响应。结果表明:强震级、长时间的地震激励对塔架造成严重破坏;地震发生时塔顶位移最大、应变能集中于塔基;塔顶振动方向、形变位置、剪切应力及应变能集中区域因地震加速度的方向大小而改变。