海上风电机组关键部件的仿真分析及设计优化

针对海上风力发电机组进行了仿真和关键部件载荷计算,对海上风电机组的叶片进行了建模和参数选择,建立了风机机械系统模型,并进行了静态和动态的仿真,获得了多个部件的极限和疲劳负载。同时对不同海况下风电机的性能进行了初步探讨,为进一步开展海上风电机组的研究奠定了基础。     

基于STM32的风电机组振动监控系统设计

风力发电机组安全运行与否关乎到其使用寿命的长短以及发电效率,为实现对风电机组振动状态的实时监测,设计了基于STM32的风电机组振动监控系统,以STM32F103VB芯片为振动检测模块的核心,构建系统硬件,检测风电机组振动信号;利用RS-485总线实现振动检测模块与上位机分析模块的通信;在VC++6.0平台下,对振动数据进行显示和时/频域分析,并结合Access数据库完成数据的存储管理。实验结果表明系统能够长时间可靠运行。     

一种风电机组偏航振动故障的诊断与分析

偏航系统是风电机组的核心部件之一,对控制机组载荷和保证机组发电量起着重要作用.针对一台风电机组偏航系统振动过大、打滑、机组无法正常发电的故障,在对偏航系统进行振动测试的基础上,通过理论分析和仿真计算,详细分析了叶片桨距角误差产生的气动不平衡对偏航系统的影响,找到了产生故障的原因.     

风电机组传动链的动力学仿真研究

针对风电机组传动链在工作转速范围内的扭转共振问题,基于GL2010标准,结合动力学仿真软件SIMPACK和有限元分析软件ANSYS,建立了某兆瓦级风电机组传动链的多柔体动力学仿真模型,并使用模态分析方法对传动链动力学仿真模型进行了频域响应分析,基于2D坎贝尔图和模态能量分布图,筛选出了传动链的潜在共振点,最终通过时域仿真分析,对相关部件的加速度进行了傅里叶变换,进一步验证了该潜在共振点是否是实际的危险共振点。研究结果表明,该机型风电机组传动链不存在危险的共振频率,在工作转速范围内能够安全稳定地运行;该方法可为风电机组的稳定性和可靠性设计提供依据。     

风电机组在线振动监测系统及现场应用

基于振动分析领域中频谱分析和包络谱分析方法,研制开发了风电机组在线振动监测系统,该系统能够有效诊断风电机组传动部件(主轴、齿轮箱、发电机)的故障及损伤,及时给出设备运行状态报告,提供合理的维修建议,对现场设备进行科学管理,缩短了非计划停机时间,提高了风电机组的可利用率。     

风电机组传动系统振动监测研究进展

振动监测是当前风电机组传动系统状态监测的主要手段。首先,分析了风电机组传动系统振动监测策略和各部件振动特征提取流程,重点介绍了边频带能量因子、阶次谱边频带能量比等振动特征趋势指标;然后,分析指出解决现役风电机组因传动系统故障导致巨大经济损失的关键是进行风电机组传动系统早期故障预示,重点介绍了泛化流形学习的风电机组传动系统早期故障预示方法;最后,从系统架构、数据采集配置及监测分析方法等方面分析了现有的风电机组传动系统振动监测系统的功能与特点,指出了基于多源信息融合的大数据预测分析与智能维护将是风电机组健康管理的重要发展趋势。     

8MW风电齿轮箱振动特性仿真分析

为了实现超大型兆瓦级海上风电齿轮箱的新产品的开发,降低产品开发风险与成本,以8MW级风电齿轮箱系统为研究对象,基于ADAMS建立齿轮箱系统刚柔耦合动力学模型,并对其进行仿真和结果分析,研究齿轮箱系统的振动特性。通过对齿轮转速仿真结果分析,验证动力学模型的有效性和可靠性,然后进行了齿轮振动频率分析,确定系统振动产生机理,之后在齿轮箱箱体表面合理布置测点,依据测点振动位移响应,分析箱体振动特点,并依据测点振动加速度响应规律,分析影响箱体振动的主要因素。     

1.5MW风电齿轮箱实验分析与仿真应用

参照某1. 5MW大型风电齿轮箱的实验工况,基于ADAMS平台,在考虑齿轮内外部动态激励的情况下进行仿真。经过相关参数的调试,发现支撑刚体的阻尼系数对仿真结果影响很大,在其为0. 1的情况下,测点MP1处的仿真结果与实验数据在时域中的幅值误差能控制于19. 3%以内、在功率谱中的主要频率分布大致相同,这表明调参后的仿真模型具有一定的准确性。而后,在仿真模型中植入断齿故障,将测点处的振动信号进行时域特征与Hilbert解调的综合分析,结果与理论描述一致,进一步验证模型的精确性,同时也体现出此仿真模型与仿真方法对风电齿轮箱的振动特性与故障信号的研究具有一定的作用。     

基于计算机仿真的风电机组系统可靠性综合

单纯依赖寿命试验对复杂系统进行可靠性评定已受到多种制约,单元为不同分布时的复杂系统可靠性综合与预测问题更是一个棘手的难题。为解决这一问题,提出一种基于计算机模拟仿真的数值解析方法。充分利用单元可靠性信息,用模拟仿真替代寿命试验,根据系统可靠性模型通过逻辑运算生成足够量的系统寿命模拟值,并据此推断系统寿命分布类型、完成拟合优度检验、解析分布参数及可靠性测度的点估计和置信区间。考虑工程实用性,上述全部过程均在计算机上编程实现。这一方法能够有效地解决复杂系统可靠性多级综合所面临的诸多难题,并在风电机组系统可靠性综合与预测中应用。     

风电机组控制系统概述

主要介绍了风电机组控制系统的组成结构和风电机组在运行时不同区域的基本控制策略,以及不同厂家在风电机组主要系统的实现上对软硬件的采用情况。     

风电机组传动系统故障诊断平台开发

风电机组传动系统结构复杂,其振动故障主要涉及到滚动轴承、轴和齿轮箱等关键部件,分析了各个结构部件的典型故障和失效形式,给出了故障机理及对应的振动信号特征。振动信号作为风电机组传动链故障特征信息的载体,能够有效反应风电机组传动链的相关故障,针对风电机组中存在大量的暂态和非稳态信号的特点,提出通过小波变换进行频率提取。设计了基于测量单元下位机+基于PC上位机架构的故障诊断系统,信号处理模块由各种基于小波算法的软件包实现,功能强大,系统的可裁减性好。     

风电机组震动检测与故障诊断分析

风电机组运行环境比较特殊。再加上风速具有很强的不稳定性。受交变负载影响。很容易造成机组传动系统部件的损坏，同时因为机组安装位置偏远维修工作困难，这样就对机组震动检测与故障诊断提出了较高的要求。本文分对风电机组常见故障进行了分析，并提出了机组震动检测与故障诊断的方法。     

基于自适应EEMD的风电机组联轴器松动故障诊断

联轴器是风电机组高速旋转齿轮箱和发电机之间的唯一机械连接件,针对联轴器松动后存在振动信号微弱、干扰大、故障特征难以识别的难题,提出了一种以协同信噪比（collaborative signal?to?noise ratio index,简称CSNR）为测度指标的自适应集成经验模式分解（ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD）故障诊断方法。将该方法应用于数值仿真信号,实现了仿真信号构成分量的准确分离;应用于风场风电机组联轴器的松动故障诊断,有效提取了联轴器松动强噪声微弱信号中的故障特征,验证了该方法在工程实际应用中的有效性和实用性。     

风电机组传动链动态载荷识别算法及验证

以某大型双馈风电机组为研究对象, 建立传动链动态载荷特性模型,提出传动链扭转振动和发电机转矩特性相结合的低速轴扭动载荷识别算法。开展多体动力学刚柔耦合模型仿真计算,验证振动特性和动态辨识载荷。结果表明,动态辨识载荷与仿真结果吻合度较高,额定风速以上其平均值偏差约为2%,1 Hz等效疲劳载荷偏差约为6%。样机测试验证结果表明,动态辨识载荷与实测结果具有较高吻合度,等效疲劳载荷偏差在5%以内,满足工程要求。本研究的传动链动态载荷识别方法,引入低通滤波算法,进行自主编程,只需机组自有检测和运行数据,并可获取机组运行过程中的低速轴扭转载荷,为机组安全监控提供有利支撑。     

导叶可调式液力变矩器在大型风电机组传动系统中的动态仿真研究

为解决大功率风电机组产生的电压不稳定问题,设计了新型传动方案,即在传动系统中加入导叶可调式液力变矩器.根据传动系统特点,建立了专用导叶可调式液力变矩器动态数学模型.对所设计的液力变矩器和传动系统分别进行了仿真分析,其结果表明了液力变矩器的应用是合理的,传动系统的设计是正确的.     

风电机组叶片螺栓断裂原因分析

某风电场在定期检查扭矩维护时,发现叶片的部分螺栓有断裂情况.它的断口起始于螺纹牙底,边缘可见明显的轮辐状态台阶,内部可见明显的贝壳花样,且微观形貌存在螺栓疲劳所导致的辉纹.经检测,断裂表面硬度偏高但表面未发现增碳现象.观察断口之处的特点,推测表面硬度增加是因为工艺喷丸处理引起的,并不是断裂的根本原因.分析断口形貌可知,...     

预应力风电机组基础与风电机组塔架连接

风电机组塔架和预应力混凝土连接是风电机组装机过程中的重要环节,加强风电机组塔架和预应力混凝土基础连接方式的研究具有重要意义。T型法兰和L型法兰是两种最基本的连接方式,当前人们对T型法兰连接的关注程度较高,而对L型法兰是否能够应用于预应力风电机组基础和风电机组塔架连接中却没有深入分析。在这方面还是一片空白,本文将重点探讨L型法兰。     

采用混合传动系统的风电机组联合仿真

针对变频器对风电系统的影响,设计了一种混合传动系统,可用于风力发电机的恒频输出。该混合传动系统包括差动齿轮箱和电动机。实时调节电动机转速,即可实现差动齿轮箱变转速输入、恒转速输出。利用FAST、SolidWorks、Simulink软件分别建立风轮、差动齿轮箱和电动机的模型,在Simulink环境下动态联接;并利用ANSYS对差动齿轮箱进行模态分析,表明其在风轮的低频输入下不会发生共振。联合仿真验证了该混合传动系统的有效性。     

风电机组齿轮箱油液监测典型案例分析

作为风电机组传动链中的核心部件,齿轮箱对整机的安全、高效运行起着至关重要的作用,而油液监测技术的引入,则为风电齿轮箱的状态监测和故障预警提供了一项有效的技术手段。通过对风电场润滑管理各环节中典型案例的分析,介绍油液监测技术在新油验收、油品更换、机组出质保验收、设备运行状态跟踪、油品按质换油方面的重要作用。     

风电机组传动链建模及传动链频率分析

传动链振动是风电机组的主要振动形式之一,对风电机组的传动链模型进行了理论分析,基于二质量块-轴模型的数学模型,在Matlab Simulink中建立了风电机组的传动链模型。对模型进行了仿真分析,对比了不同参数对传动链频率的影响程度。结果表明,传动链的固有频率随着传动链等效刚度的增加而增加; 随着风轮转动惯量的增加而减小; 传动链的阻尼越大,对风轮转速波动和固有频率的衰减作用越明显。