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风力发电机动力学仿真研究付长江,崔新维瓹新疆农业大学学报,风力发电机组系统是一个非常复杂的强非线性流一刚一柔耦合的周期时变多体系统。建立精确的动态模型是困难的。由于风载荷具有交变性和随机性,叶片作为弹性结构发生振动是必然的。在正常工作时,叶片在绕转轴作大范围的空间旋转运动时,会产生出旋转平面的挥舞振动、旋转平面内的摆振振动及绕叶片轴线的扭转振动。叶片振动引起的非周期动载荷通过轮毂直接作用于机组系统。而机组系统本身就是一个复杂的耦合非线性振动系统,影响系统振动因素较多,包括传动轴的柔性以及电机特性等。同时轴系在运转过程中将轴系动载荷通过轮毂反作用于叶片,影响叶片的运动形态,进而又影响叶片的受载。因此,建立风力发电机模型时需要考虑如何简化及求解。仿真技术广泛吸收了数值计算、力学等学科的理论基础,借助于计算机技术而发展起来的学科。利用这项技术,可对许多工程中的实际问题进行数值建模仿真。推导了适用于风轮桨叶的气动载荷,用非耦合的非旋转模态研究了其气动弹性稳定性问题用非线性半刚性模型研究了桨叶气动弹性响应和稳定性问题。李立本等⒎缌Ψ⒌缁W右镀姆窍咝栽硕匠蹋采用模态法求解挥舞、摆振、扭转微分方程并应用了数值结果对风力发电机的气动弹性稳定性进行了分析。李德源和叶枝全等¨’对旋转叶片进行有限元离散,采用凯恩方法,建立了一般形式的大型风力机叶片柔性多体动力学方程,导出了旋转叶片的空间梁单元动力矩阵的显式形式。计算了叶片的固有频率。但上述仿真研究的重点是考察叶轮的气动弹性陆┮荡笱Щ到煌ㄑг骸D衤衬酒采用程序进行风力发电机的动力学仿真分析,通过子程序赏牧鞣缥募饔米映绦扑闫睾刹⒓釉氐椒缌Ψ⒌缁姆抡婺P蜕希迪址缌Ψ⒌缁亩ρ煊扑恪Mü鼺绦建立了姆缌Ψ⒌缁P停砸訤迪侄ρ煊Ψ治鼋辛颂剿餍缘难芯俊琗基金项目:新疆金风科技股份有限公司项目文章编号:———摘要:关键词:;风力发电视ρ煊中图分类号:文献标识码:,,:;瓵瑃...籨收稿日期:——通讯作者:崔新维,:甤
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模型构建稳定性问题,并没有进行风力发电机的动力学仿真分析。目前国内对风力发电机性能的研究主要借助软件来完成。本研究采用程序进行风力发电机的动力学仿真分析,通过子程序煞缥募调用子程序扑闫睾刹⒓釉氐椒缌发电机的仿真模型上,实现风力发电机的动力学响应计算。风力发电机模型包括风模型、空气动力模型、结构动力学模型和控制模型。空气动力模型计算叶轮气动性能和气动载荷,结构动力学模型包括叶轮、塔架和传动系统的结构动力学:控制模型包括变桨控制、偏航控制、发电机变速控制。空气动力模型根据风模型输入计算出叶片载荷作用到结构动力学模型上,同时结构动力学模型又将结构的变形反馈到空气动力模型上;控制模型获取当前各控制参数信息,根据来流情况及其他需要,对机组进行控制,使风力发电机最大限度捕获风能1狙芯坎捎肗三叶片变速风力发电机模型,叶轮直径镀荖捎肧系列翼型设计,⒑臀ぃ且桓复杂的气弹仿真器,具备计算水平轴两叶片、三叶片风力发电机的极限载荷和疲劳载荷绦由两、三叶片水平轴风力发电机和气动子程序槌伞M笨7⒘擞隚的数据接口辏現階通过钠拦溃衔J屎稀拔设计和认证陆上风力发电机计算载荷”程序输入、输出文件说明程序的输入、输出文件总体结构示意见图弥鞒绦蛎枋龇缌Ψ⒌缁诵胁问基本几何尺寸参数。这些参数包括仿