风力发电机组传动系统性能研究

论文摘要

风力发电机组是将风能转化为电能的机械设备,传动系统的性能特性直接影响着风电机组的运行情况及发电量。本文首先分析了传动系统的工作原理。然后,对传动系统及其部件的性能做了综合性的研究,探讨了系统动力学特性、载荷与故障情况、稳定性与可靠性等,利用ANSYS有限元分析软件对传动齿轮箱中的主要零件轴和齿轮等进行了强度分析,并探讨了基于性能分析的系统设计问题。在此基础上,通过建模和仿真手段对传动系统的轴系特性作了探讨,建立了刚性轴和柔性轴模型,并利用MATLAB/Simulink软件对两种轴系模型的传动特性进行了仿真,给出了分析结论。最后,完善了已有的风力机传动系统性能研究实验台,通过实验开发测试了系统传动效率。以上工作,为研究传动系统的故障机理及设计提供了参考。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外风电机组传动系统研究现状与发展趋势
• 1.3 课题研究内容与论文主要工作
• 第二章 风力发电机组的传动系统及其工作原理
• 2.1 风力发电机组的构造
• 2.2 风力机传动系统概述与本文研究对象
• 2.3 风力机传动系统工作原理与驱动方式
• 2.3.1 传动系统的工作原理
• 2.3.2 传动链的驱动方式
• 第三章 风力发电机组传动系统性能综合分析
• 3.1 传动系统的动力学特性分析
• 3.1.1 动力学分析的意义与传动系统的动力学行为
• 3.1.2 传动系统的固有特性
• 3.1.3 传动系统中主轴的振动
• 3.2 传动系统的载荷及故障分析
• 3.2.1 机组整体受载及设计载荷情况
• 3.2.2 传动系统载荷分析
• 3.2.3 系统故障概况与传动齿轮箱故障分析
• 3.3 传动系统稳定性与可靠性分析
• 3.3.1 传动系统的稳定性
• 3.3.2 传动系统的可靠性
• 3.4 传动系统中重要部件的力学性能分析
• 3.4.1 分析软件介绍
• 3.4.2 高速齿轮轴的强度分析
• 3.4.3 低速轴齿轮的有限元分析
• 3.5 基于性能分析的传动系统设计问题
• 3.6 本章小结
• 第四章 风力发电机组传动系统建模及仿真
• 4.1 传动系统建模仿真的概况及意义
• 4.1.1 建模仿真概况
• 4.1.2 建模机理及方法
• 4.2 传动系统轴系模型的建立
• 4.2.1 传动系统综合建模
• 4.2.2 传动系统轴系模型的简化
• 4.3 传动系统模型仿真
• 4.3.1 仿真软件
• 4.3.2 风能模型与风力机理论输出功率
• 4.3.3 刚性轴模型仿真
• 4.3.4 柔性轴模型仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 风力机传动实验开发与实验研究
• 5.1 风力机传动实验研究的意义
• 5.2 现有实验台的构造及工作原理
• 5.2.1 实验台的构造
• 5.2.2 实验台工作原理
• 5.3 实验测试系统的完善
• 5.3.1 测试要求及测试方法
• 5.3.2 测试系统的软硬件平台
• 5.3.3 测试系统的负载
• 5.4 实验开发与数据采集
• 5.4.1 实验测试参数
• 5.4.2 数据采集、处理与分析
• 5.5 小结及建议
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况