超大功率风力发电机组塔筒屈曲分析

以某型8 MW风力发电机组塔筒为对象,采用有限元方法开展超大功率风力发电机组塔筒屈曲特性分析.建立塔筒门洞段有限元模型,研究门框对塔筒屈曲稳定性的影响,结果表明:门洞加框能提高塔筒屈曲稳定性.为进一步提高塔筒屈曲稳定性,提出塔筒内壁设置加强筋的强化设计方法,研究加筋数目、加筋尺寸与塔筒屈曲稳定性的作用规律,结果表明:环...     

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。     

特种风力发电机组塔筒防腐方案研究

高原和海洋的风能资源丰富,更能发挥大容量风力发电机组的优势,利用前景广阔。但高原和海上的自然环境恶劣,对风机承载部件——塔筒的防腐要求更为严格。针对在高原和海上运行的特种风机,分析了塔筒的腐蚀环境,研究了塔筒的防腐原理,提出了塔筒的具体防腐措施和防腐方案,为特种风机塔筒的防腐提供了参考。     

风力机塔筒双盖板穿芯螺栓连接疲劳性能研究

提出一种矩形钢管混凝土束风力机塔筒结构,并对该塔筒结构双盖板穿芯螺栓连接节点进行高周疲劳试验和有限元分析,得到节点的疲劳破坏模式和疲劳寿命。结果表明：矩形钢管混凝土束风力机塔筒双盖板穿芯螺栓连接节点疲劳破坏模式为高强螺栓受剪破坏,破坏集中在钢板连接处。螺栓在钢砼连接面和螺帽处产生疲劳裂纹,在剪切疲劳作用下,穿芯螺栓断裂为3段。有限元分析表明,螺栓规格对试件疲劳性能影响较大,增加螺栓直径,能提高节点的疲劳寿命,但疲劳极限值会减小;盖板厚度对疲劳性能影响不明显。     

风力发电机组塔筒及桩筏基础的结构共振特性分析

梁板式桩筏基础是陆上风机常见的基础形式,设置桩基可以增强基础阻抗,从而改善风机结构共振性能。然而,在风机共振频率设计时,常常假定结构底部为刚性固定,忽视了不同基础形式的差异。文章在基础水平-摇摆动力阻抗及风机共振频率研究的基础上,以某风电场工程为实例,研究了陆上风机的共振特性及基础影响。研究发现,与无桩基础相比,有桩基础明显地改善了风机结构的共振性能。     

水平轴风力机塔筒涡激共振疲劳分析

利用梁单元对水平轴风力机塔筒进行有限元离散建模,基于塔筒不同安装状态时的固有频率和振型计算,分析了塔筒涡激共振,计算了发生涡激共振时临界风速下的塔筒最大振幅和惯性力。以某3.0MW风力机塔筒为例,利用名义应力法计算涡激共振产生的塔筒惯性力矩和疲劳损伤,分析了需要避免的塔筒安装状态。结果表明,本文计算模型简便有效,能较快地预测涡激共振对塔筒疲劳特性的影响,从而为风电机组塔筒设计和安全吊装提供了理论依据。     

风电机组塔筒固有频率的计算

风电机组塔筒与叶轮发生共振将严重影响风电机组的安全性。以四川A风场2 MW风电机组为对象,结合瑞利法、工程算法和规范估算公式等对风电机组塔筒进行了固有频率的解析计算,并且利用ANSYS有限元分析软件对风电机组塔筒的三维有限元数值仿真模型进行模态分析,计算出塔筒的理论频率。对比分析了所提出算法的塔筒频率计算结果。分析表明：风电机组正常运转情况下,塔筒不会和风轮发生共振;其中一部分公式精确度较好,可以为塔筒的动态设计提供理论依据,具有一定的实用价值。     

基于Excel的风机塔筒筒体展开计算

风电机组塔筒筒体展开计算中,需要进行大量的复杂且重复的设计计算,用普通方法,费时而且易出错,用编程方式解决问题又太过复杂。以某塔筒段为例介绍了Excel在塔筒筒体展开计算中的基本应用。通过Excel的重复计算功能,使计算过程更加快捷,减少设计的计算工作量,提高计算的准确性,从而提高工作效率。     

风力发电机组塔筒地震载荷计算

建立3种不同精细程度的风力发电机组有限元模型,开展模态分析;采用振型分解反应谱法计算塔底地震载荷。结果表明:考虑叶片的柔性后,塔筒模态频率降低,塔底地震载荷总体上减小;考虑土-结构相互作用后,塔筒模态频率进一步降低,塔底地震载荷增大,这是因为塔底地震载荷同时受模态频率和模态振型的影响,模态振型的变化使模态参与因子增大,覆盖了模态频率对地震载荷减小的贡献;塔底地震载荷随地基刚度的变化呈无规律状态,当地基刚度取某个值时,塔底剪切力或弯矩会达到最大值,设计时应予以避免;叶片和土-结构相互作用对塔底地震载荷有重要影响,在建模和计算时应当考虑。     

风力发电机组振动故障分析技术

振动故障分析技术是风力发电机组预测性维护和降低维护成本至关重要的手段之一．文章介绍了当前应用于风力发电机组传动链的部分振动分析技术,以及这些振动分析技术的基本原理和优缺点。以期帮助振动分析者能够更好地利用振动状态监测系统分析和了解风力发电机组传动链的运行和振动状态．     

换流站避雷线塔风振系数计算

采用3种不同的设计规范,对换流站4种不同形式避雷塔架进行风振系数计算;通过分析比较,得出避雷线塔风振系数的计算方法和取值标准,为今后工程设计和规程规范提供依据。     

风电机组高斯过程回归塔架振动监测研究

根据风电机组的运行原理,对运行数据中记录的塔架振动特征进行分析,发现塔架振动与风电机组数据采集与监视(SCADA)系统记录的多个其他变量存在密切关系,针对风电机组运行数据强随机性和高噪声的特点,采用高斯过程回归方法建立了描述塔架振动与相关变量关系的振动模型,并对该模型进行了验证.结果表明:通过分析塔架模型残差可以实现叶轮桨距角不对称故障的监测和诊断,证明塔架振动监测的有效性.     

300MW汽轮机随机振动的平衡控制

根据对一台国产300MW汽轮机不稳定随机振动的测量试验,分析轴承振动变化特征与故障影响因素,现场采用控制转子振型不平衡量的调整措施,取得了明显成效。     

大型风力发电机组塔架优化设计

鉴于塔架对风力发电机组的承载能力、使用寿命与安全的影响,因此对塔架进行科学、合理的设计尤为重要。提出了风力发电机组塔架的设计思路,总结了静强度、屈曲稳定及模态分析等理论基础的特点,通过整合这些理论基础给出了优化设计步骤,并以湘潭电机股份有限公司某大型风机为例,采用Matlab对塔架进行了优化设计。结果表明,采用基础理论对塔架进行优化设计是简单有效的方法之一,且在满足各项安全指标的前提下,有效地控制了塔架重量,适合推广应用。     

海上风力机锥体结构抗振分析

为降低海冰与海上风力机撞击作用下的结构非线性动力响应,提出锥体结构防振模型并将其安置于风力机与海平面交界处。通过开发海冰载荷计算模块并与风力机多体动力学气动-水动-伺服-弹性仿真软件FAST结合,建立风-冰-结构多物理场耦合下的海上风力机动力学仿真模型。基于Croasdale与Karna方法计算海冰与结构碰撞,对比5组不同锥角下的结构动力学响应,研究锥体结构对海冰碰撞的减振降载效果。结果表明:未安装锥体结构时,海冰载荷、塔顶位移与塔顶加速度的幅值较大,且频率易与风力机发生共振;安装锥体结构后,随着锥角由70°减至40°,动态响应减弱,幅值分别减小79%、71. 8%与30. 8%,且频率均远离风力机固有频率,避免发生共振;塔基剪切力的最大值与标准差也因安装锥体而减小,其中最大值减小26. 9%,标准差减小67. 8%,降低风力机所受的疲劳载荷。     

风力发电机组塔筒涡致横振研究

文章应用计算流体力学(CFD)及有限元数值分析方法分析了FD82E型2MW抗台风机组的塔筒横向振动问题。根据雷诺相似准则,通过CFD方法研究了涡激振动产生的升、阻力系数及其频率同雷诺数的关系。运用有限元方法计算了塔筒的模态,分析了塔筒在涡激振动下的谐响应,并校核了激振力导致共振时塔筒结构的安全性。对机组吊装的风速条件进行论证分析,为现场吊装提供理论依据。     

基于SMA阻尼器控制的鼓型塔风振响应分析

以某220kV输电线路的风致振动为例,研究了基于SMA阻尼器的鼓型塔振动控制方案和控制效果。先应用有限元软件ANSYS建立鼓型塔的有限元模型,采用线性自回归滤波器法模拟随机脉动风荷载的时程样本,再应用能量法计算所需阻尼器数量,根据SMA阻尼器的工作原理和鼓型塔的结构特点,设计了3种阻尼器布置方案进行结构风致振动瞬态响应仿真,提取各方案控制点位移、加速度时间历程进行比较分析。结果表明,安装SMA阻尼器后,对塔顶位移、加速度的最大减振率分别为37.8%、75.4%,方案3为最优布置方案,可见将SMA阻尼器应用于输电塔振动控制效果较好,合理设计阻尼器布置方案能使阻尼器发挥最大耗能功能,获得最好控制效果。     

风电机组振动数据分析与偏航校正

风电机组运行数据能够反映各系统之间的相关性和机组运行中存在的问题。为了判断机组发电效率低的原因,本文根据机舱振动加速度数据提出假定并通过计算分析风速功率曲线和偏航误差角度对应关系。现场检查结果表明,该机组偏航存在45°误差并导致振动异常,与理论推算误差角度44.6°相符。     

某50MW塔式太阳能汽轮发电机组超高压转子低周疲劳寿命损耗研究

以某50MW塔式太阳能汽轮发电机组超高压转子作为研究对象,利用有限元方法计算转子在不同启停机过程中温度场和结构场分布情况,并结合低周疲劳寿命损耗理论评估该超高压转子在整个寿命期内的寿命损耗情况,为设计及机组实际运行提供参考和借鉴.