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离网型风力发电机塔架振动问题的模态分析

天津工业大学机械电子学院,天津
摘要:对离网型风力发电机模型的塔架振动进行了分析,运用瑞雷法计算其基频,以有限元模态分析和试验
测量的方法计算分析出塔架的固有频率和振型。根据分析结果讨论有限元建模的合理性,分析引起振动的原
。
关键词:风力发电机;动态特性;模态分析;有限元分析
中图分类号:: 文献标志码: 文章编号:———

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。为了简化计算,将塔架看作顶部固定集
的支承部件。。为将发电机
、风向变化以及发机舱以及尾杆、
电机偏置等因素引起的振动。;
.;为塔架的长度,等于.。
安全、平稳、
离外界引起振动的频率,以控制塔架振动的幅度。
本文以离网型风力发电机模型塔架振动的问

的分析和解决方法。
塔架振动的理论分析图离网型风力发电机模型简化图
. 风机模型简化. 瑞雷法计算
离网型风力发电机模型的塔架为圆柱钢管结瑞雷法是根据机械能守恒定律得到的基频近
收稿日期:一—。
基金项目:辽宁省科委资助项目—。
作者简介:郭威一,男,硕士研究生,研究方向为风力发电及其控制系统。—:.
通讯作者:徐玉秀一,女,博士,教授,研究方向为机械振动及故障诊断。
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有限元计算值基本吻合。。
· 方案一:若壁厚变薄,能降低塔架固有频率,
·
但是塔架的设计强度也会有很大降低,不合理。考
·
■Ⅲ叮蛐虑采用加大壁厚的方法,将壁厚由原来的
. 皿. “
之.
『埘秆胛【分别改为和,并用有限元计算修改
量.『
后模型的固有频率,取前阶列于表。

—表管壁加厚模型前阶固有频率
.
. . . . .
时间/
时频信号
方案二:
圆柱管以及中间的锥度为:.的圆锥管部分

焊接而成。计算其固有频率,取前阶列成表。
/ 表锥形塔架模型前阶固有频率
;

/ 模态号
\ 锥形塔架. . . . .

、
、
、一. . / 从表看出。
.

频率/
的频率,而且这种方案本身就不经济。表说明,
域频信号
图一帧塔架振动的时域和频域信号图形使用锥形塔架可以显著提高塔架的固有频率,有
分析结果和改进方案确定效避开//和值,是可行的改进