风电机组变桨轴承摩擦力矩特性的实验研究

变桨轴承是风力发电机组中最关键的零部件之一,而轴承摩擦力矩则是影响变桨轴承运行性能的重要因素。介绍了一种风机变桨轴承摩擦力矩特性检验的方法,主要用于在地面实验室模拟风力发电机组实际运行中变桨轴承所承受的各种载荷,检测风力发电机组变桨轴承的摩擦力矩。     

风力发电机组变桨轴承不出油问题原因分析及改进措施

针对风场中风力发电机组变桨轴承的不出油问题,介绍了变桨轴承不出油的影响因素,并对不出油现象的原因进行了深入分析,据此提出了解决变桨轴承不出油问题的改进措施。     

MW级风电机组轮毂与变桨挡块强度分析

针对MW级风力发电机组轮毂强度安全问题,使用有限元分析软件ANSYS和疲劳分析软件FE-safe,在考虑变桨轴承非线性影响情况下,采用风轮总体模型与轮毂子模型相结合以及临界平面法与最大主应力算法相结合的计算方法,对某大型风力发电机组轮毂的极限强度与疲劳强度进行了评估;为使叶片变桨时准确停留在顺桨位置,在轮毂装配系统中设计了变桨缓冲装置,并对装置组成件变桨挡块和挡块凸台在顺桨工况下的极限强度进行了分析。研究结果表明:轮毂的极限和疲劳强度以及变桨挡块和挡块凸台的极限强度均能满足设计要求,为风电机组轮毂和变桨缓冲装置的设计提供了参考依据。     

变桨轴承微动磨损分析与沟道参数确定

在交变和振动载荷的作用下,风力发电机组变桨轴承的主要失效形式为钢球和沟道之间的微动磨损。分析了变桨轴承微动磨损产生的原因、损伤形式及微动运行模式,为降低变桨轴承的微动磨损,通过试验对其沟道参数的取值进行了研究。结果表明:变桨轴承的沟道曲率半径系数为0.53左右,初始接触角为45°左右时,可提高变桨轴承的抗微动磨损能力,减缓沟道微动磨损损伤。     

变桨轴承套圈应力和疲劳强度的数值分析

针对风力发电机变桨轴承在使用过程中出现套圈断裂的问题,以某3 MW风力发电机用变桨轴承为例,基于有限元对套圈在极限工况下的套圈应力以及疲劳强度进行分析,得到内、外圈易产生断裂的位置处于与来风方向的夹角分别为137.0°~152.6°和151.4°~155.5°区域。提出了在轴承内圈轮毂侧以及外圈叶片侧分别增加凸缘结构的改进措施,改进设计后变桨轴承最大等效应力明显降低,最小疲劳安全系数增大,轴承整体强度明显增大。     

风电偏航和变桨轴承用多唇密封圈的研究

风力发电机组的偏航和变桨轴承,在野外高空工作时部分裸露在外,易受沙尘,冰冻,水雾等污染危害,密封圈将轴承内部空腔与外界隔离开来,为了避免内部不必要的油脂泄漏和外界杂质的进入,本文讲述了一种新型的多唇密封圈,可保证密封系统的可靠性和有效性。     

多设计载荷工况下风机整机动载荷特性分析

为研究风力发电机组在多种设计载荷工况下的动载荷特性,采用SIMPACK、TurbSim和AeroDyn软件协同仿真,以某5MW近海风力发电机组为例,在SIMPACK中建立其整机气-弹-控耦合仿真模型;根据IEC61400-1中规定的设计载荷工况,将风机叶片和塔架考虑为柔性体,使用PID变桨控制策略,模拟风机在正常湍流、极端湍流以及空载工况下风机运行情况,获得了风机轮毂处风速、叶片变桨角度及叶片载荷变化曲线;并对叶片根部载荷做频谱分析,发现叶根载荷频谱中轮毂转频对应频率处出现较大的峰值,是影响叶片疲劳寿命的主要因素。研究结果可为风力发电机组仿真及优化设计提供参考。     

载荷优化的风电机组变桨控制技术研究

我国经过近年飞速的发展,风力发电的技术已经变得越来越成熟,以我国国产的风力发电机组作为研究的基础,分析我国在载荷优化的风电机组变桨控制技术的现状发展,通过优化机组的方法来缓解风电机组载荷的疲劳程度.目前我国所用的大型风电机组一般是采用独立驱动的协同变桨控制技术,通过调节各叶片的最佳节距角,可以保证风力发电机的输出功率保...     

风力发电机变桨轴承微动磨损与防护

分析了变桨轴承振动载荷及失效形式,指出在交变和振动载荷的作用下,风力发电机组变桨轴承的主要其失效形式是滚动体和滚道之间发生的微动磨损损伤.通过微动试验,分析了变桨轴承中微动磨损的磨损运行机制以及润滑脂的润滑效果与微动次数、位移的关系.为减小变桨轴承微动磨损,从润滑和机械方面提出了微动磨损防护的具体措施.结果表明:微动磨损程度随载荷减小、接触角度增加和材料硬度增高而减小;通过采用含渗透能力强、抗磨添加剂及抗锈蚀剂的合成润滑脂,减小桨叶振动、改进变桨轴承结构、增加套圈接触面表面强度等措施,可减缓变桨轴承的微动磨损.     

风力发电机组变桨控制系统分析

介绍了风力发电机组变桨系统的工作原理;研究了兆瓦级风力发电机组变桨距控制机构,对液压变桨距机构和电变桨机构的结构和各部分的功能作用做了详细的分析。     

双排四点接触球转盘轴承载荷分布的研究

变桨轴承和偏航轴承是风力发电机组关键部件之一,通常采用单排或双排四点接触球转盘轴承,运用赫兹弹性接触理论,建立了双排四点接触球转盘轴承力学模型,推导了基于联合载荷(轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩)作用下的轴承载荷分布计算公式,并运用数值迭代方法进行求解,最后以某兆瓦级风力发电机双排四点接触球变桨轴承为例,应用该模型进行了转盘载荷分布的数值计算和分析,初步说明该模型的合理性,为风电机组转盘轴承设计和选型提供了可靠地理论依据。     

风力发电机组重要大部件损坏后的处理流程研究

风力发电机组是通过获得风能进行发电的电力设备,是风电企业重要的生产设备,其机械结构系统一般由叶片、轮毂、变速箱、发电机、机舱、偏航轴承、调桨轴承等重要大部件组成,这些重要大部件一旦损坏将直接导致停机故障,必须快速处理,减少损失。本文将重点研究风力发电机组重要大部件损坏后的处理流程和工作要点。     

舍弗勒助推华锐进军海上风电

由华锐风电自主研发的中国首台海上6MW风力发电机组,日前在江苏省射阳县临港产业区完成吊装,该机组是国内目前实现吊装的最大兆瓦级风电机组。舍弗勒集团作为主轴轴承和变桨轴承供应商,全程参与了相关轴承组件的开发与供货。     

风力发电机组变桨齿轮与齿轮箱计算方法研究

针对风力发电机组变桨齿轮,基于风力发电机组标准IEC 61400-1和齿轮设计标准ISO 6336,对其计算方法进行研究与探索。提出了根据风机变桨状态和变桨角度,合成各个齿载荷时序并分别计算齿轮强度的计算流程与方法,为实际工程应用提供了指导。结合多个实际风力发电机组作为实例,对比了文中所提方法与GL风力发电机组认证导则中简化算法的计算结果。结果表明,文中所提方法考虑了齿轮静止状态情况,较GL认证导则方法更为合理,齿轮裕度更小,为提高变桨系统可靠性提供了更为严谨的设计方法。     

大型变桨轴承的力学性能研究现状及展望

从理论计算和有限元计算2方面对风力发电机组大型变桨轴承的载荷分布及承载能力进行分析,阐述了国内外的研究现状,总结其存在的问题,并对今后的发展趋势予以讨论。     

风力发电机变桨轴承力学分析

为提高风力发电机变桨轴承的可靠性和设计水平,根据受力与变形的关系推导出变桨轴承滚道上载荷分布的计算公式,并通过实例计算得出变桨轴承在某一负游隙时,具有最大的承载力.     

一种新的大型变桨轴承寿命计算方法

提出了一种结合工程计算和有限元方法来计算变桨轴承寿命的方法。该方法基于ANSYS建立轴承的全实体有限元模型,将从有限元分析得出的轴承滚道载荷分布代入到轴承的寿命计算公式中计算得出轴承的寿命。以某MW级变桨轴承为例,详细介绍该方法的使用。它可以解决工程算法没有考虑轴承的刚性和有限元模型简化、不能直接计算轴承寿命的缺点,为轴承承载能力的设计计算提供了一种新的理论依据,为解决风力发电机组工程的实际问题提供了有效途径。     

风力发电机组变桨系统的设计

为了解决风力发电机组在复杂多变的风况下,能够基本保持其发电机稳定运转的问题,将PLC、变频器技术应用到风力发电机的变桨系统中。开展了变桨系统自动控制的分析,建立了PLC、变频器和变桨电机之间的关系,利用PLC及PLC的模拟量输入模块对风电场自然风风速以及风力发电机组3片桨叶的桨距角度进行了数据信息的采集,并自动进行了内部数据的处理;然后再通过对变频器的输出控制进而控制变桨电机的工作状态,使3片桨叶旋转到与自然风风速相对应的桨距角度。在发电机能自动保持稳定运转的基础上,对其性能进行了评价。分析和验证结果表明,该系统实现了对风力发电机组变桨系统的自动控制。     

风电变桨轴承工况条件下非均匀接触行为

建立了风力发电机组变桨轴承弹塑性接触系统有限元模型,用于风电机组变桨轴承双列四点接触球轴承接触特性分析。同时,采用解析方法计算分析了最大承载球接触载荷,用于验证有限元接触模型的合理性。在给定设计参数及特定工况下,得到了轴承最大位移量、最大接触应力以及球最大接触载荷,并分析轴承沟道典型制造偏差对球与沟道接触特性的影响,结果表明:风电机组变桨轴承在倾覆力矩、轴向和径向载荷同时存在时,过大的轴承沟道制造偏差将导致球与沟道发生极端非均匀接触现象,同时,随着轴承沟道制造偏差增大,球与沟道总体非均匀接触程度增强。     

变桨锁定装置结构设计及有限元分析

针对风力发电机组变桨系统更换故障零部件时叶片自由转动的问题,结合风场实际运行经验,设计了一套简单实用的变桨锁定装置。并对其结构进行有限元分析,同时,对其安装螺栓进行了强度校核,验证了该结构及安装螺栓满足设计要求,为该套变桨锁定装置的实际应用提供了理论依据。