兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架性能分析

为避免兆瓦级风力发电机组风激共振破坏问题,采用流体控制方程建立了兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架流场模型,模仿棕榈树树干直径随高度变化的规律,分3段建立仿生塔架,对兆瓦级垂直轴风力发电机组塔架进行了流固耦合数值分析。结果表明,仿生塔架与同类项普通塔架相比,兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架变形虽然稍有增大,但能满足风机塔架的变形设计要求,其最大应力下降了3 MPa,1阶固有频率避开了共振的频率范围,材料用量减小了10%,减轻了塔架的质量。     

风力发电机组塔架的仿竹结构设计

针对风力发电机组塔架高耸结构稳定性问题,结合仿生结构设计理论,将竹子纤维束引入塔架结构,研究通过仿竹结构设计提高塔架稳定性的方法.以2 MW风力发电机组塔架为研究对象,采用层次分析法对竹子与塔架的相似度进行计算,验证生物选型的合理性.通过研究竹子纤维束特征与竹身稳定性的关系,设计出具有4根加劲肋的仿竹塔架.应用有限元数值分析方法对仿竹塔架和原型塔架的静态和动态效能进行分析,结果表明:仿竹塔架的塔顶位移和最大应力相较原型塔架分别降低了2.27%和13.48%,仿竹塔架前两阶固有频率相较原型塔架提升了1.31%和1.58%,仿竹塔架结构整体稳定性提升了1.4%.验证2 MW风力发电机组塔架仿竹设计的可行性可为后续塔架结构设计提供新的方法.     

浅析风电塔架法兰制造要点

风力发电机组塔架法兰是风力发电设备的重要零部件。本文阐述了风电机组塔架法兰的技术特征、生产工艺及质量控制的关键工序,论述了风力发电机组塔架超大直径环锻法兰制造及质量控制要点,总结了风电法兰生产加工中的经验及注意的问题。     

风力发电机设备塔架设计探析

本文根据我国风力发电机组倒塌事故频发,发现机组及塔架设计不合理处,提出塔筒设计和现运行的塔架修改方案,对风电安全运行有积极意义.     

钢管混凝土风力发电机格构式塔架抗震性能的试验研究

以目前常用的1.5MW风力发电机组锥筒型塔架为参考对象,设计了三肢柱和四肢柱钢管混凝土风力发电机格构式塔架模型。通过对塔架模型进行拟静力试验,对比研究了三肢柱和四肢柱钢管混凝土风力发电机格构式塔架的滞回性能、耗能能力等抗震性能。研究结果表明：三肢柱和四肢柱钢管混凝土风力发电机格构式塔架均具有良好的抗震性能和耗能能力。     

基于变速变桨距的MW级风力发电机组的建模研究

为了实现MW级海上风力发电机组受外荷载及机电作用耦合下的数值仿真,对风力机叶片、塔架等柔性体进行简化,在有限元软件中建立三维模型,并进行模态分析,在多体动力学软件下建立齿轮箱、轮毂及变桨机构的三维模型,并进行装配,使风力发电机组的几何特性、结构特征和装配关系保持不变,以便进一步研究塔架及叶片在耦合荷载作用下的动力响应。     

风力机组关键部件运动学与动力学仿真研究

以风力发电机组为研究对象,采用动量叶素理论计算叶片在不同风速下的气动载荷,在三维软件Solidworks中建立了叶片、轮毂、机舱和塔架等关键功能部件的三维模型,在Ansys中对叶片和塔架进行柔性化处理,生成叶片和塔架的MNF文件,建立了风力机组关键功能部件的ADAMS刚柔耦合多体系统动力学模型.将计算的载荷均匀加载到风力机组的叶片上,对风力机在风速由5 m/s变化到25 m/s的过程进行仿真,得到叶片和塔架的振动变形特性曲线.该仿真能够很好地模拟风力机的振动变形特性,为风力机的虚拟样机仿真提供了一种可行的方法.     

小型风力发电机塔架分析及优化设计

塔架是风力发电机的重要受力组件,塔架的截面形状、塔架高度和最小直径对塔架的力学性能影响显著.提出基于遗传算法优化塔架的厚度和直径,避免因发电机的激励引起的共振、使塔架的质量最轻,降低塔架的制造成本.为风力发电机塔架的设计制造提供了理论依据.     

1.5MW风力发电机组机械结构设计

详细介绍了1.5 MW风力发电机组机械结构设计,主要包括基于半直驱式变速恒频风电机组的总体方案设计、变桨减速器设计和主传动系统设计等,为加快风力发电机组机械结构国产化和风力发电机组的维修及维护提供依据。     

风力机塔架动力相似模型的振动分析

本文讨论了应用理论计算和缩尺模型测试相结合的方法进行风力机塔架的结构动态设计。讨论了作用在风力机上的随机风荷载、塔架的动力相似模型以及该模型的试验模态参数,得到理论计算、相似换算和模型测试结果的一致性,从而为塔架抗风振优化设计开辟了新途径。     

钢管混凝土格构式风力发电机塔架的设计与有限元分析

介绍了一种新型风力发电机塔架的设计过程,通过构造措施和内力计算设计了一个钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架.运用SAP2000软件进行建模分析,得出该塔架满足强度、刚度、稳定性要求,证实了本文提出的设计方法的可行性.     

预应力钢筋混凝土风力发电塔架的地震响应分析

随着风力发电机向海上风力发电和单机大容量的趋势发展,预应力钢筋混凝土塔架将有更广阔的前景.为此,以功率2 Mw的大型风力发电塔架为例,参考日本土木学会的风力发电塔架结构设计指南,提出了一种预应力钢筋混凝土塔架的设计方案,建立了结构计算模型,对其动力性能进行了研究,并做了地震响应分析.采用EL Centro实测地震波,对预应力钢筋混凝土塔架结构的有限元模型进行了仿真计算,并将时程分析结果与按设计指南提出的地震反应谱方法得出的设计值进行了比较分析;讨论了安全检查用工作洞口的设置对塔架结构抗震性能的影响;研究了不同的地震波入射角时塔架结构的地震响应,对该结构的抗震性能进行了详细的分析.结果表明,所提出的预应力钢筋混凝土结构形式不仅可以避免由叶轮脉动激励的共振响应,且具有较好的抗震性能,工作洞口的设置并不影响其抗震性能.研究结果将为预应力钢筋混凝土塔架的设计提供重要的理论依据.     

兆瓦级风力机组偏航齿圈螺栓联接强度分析

建立兆瓦级风力发电机组偏航过程动力学模型和偏航齿圈与塔架法兰处螺栓联接三维模型并运用Hypermesh软件处理,在ABAQUS中建立螺栓接触模型,取预紧力为屈服极限σp0.2的60%~80%对螺栓联接偏航过程静力学性能进行分析。研究结果表明:通过对比不同预紧力工况下得出的应力强度与疲劳强度,提出可供参考的预紧力Fv取值范围;当且预紧力为0.7σp0.2时,螺栓及其连接件应力应变最理想,在仅受预紧力和加载极限载荷后最大应力分别为712.5 MPa和733.4 MPa,工作应力下的安全系数SF=1.28,满足强度设计要求,为该兆瓦级风力发电机组偏航齿圈螺栓联接及其他连接系统的应力强度校核、疲劳分析等提供参考,便于进一步优化设计。     

风电塔架及叶片的监理控制研究

围绕国有风力发电设备企业发展核心,以某兆瓦低风速长叶片双馈风力发电机组研制为原型,论述了风机塔架及叶片对整体机组的重要性。同时,从技术、质量、进度等方面对如何控制监理风机塔架及叶片关键零部件进行了研究,针对风机塔架、叶片的监理流程、方式、技术要求、控制体系、评价指标等进行了详细论述。最后,论文通过具有一定规模的风场实际状况为例,对关键设备过程和监理前后进行对比分析,结果表明:通过实施监理,风机产品质量得到明显提升。     

一种风力发电机组状态监测系统的设计与实现

针对风力发电机组运行参数,利用SOPC技术实现了在FPGA上对其主控系统的软、硬件设计,并移植了μC/OS-II实时操作系统,方便多任务的管理,实现了实时显示风机状态信息、超过设定阈值时及时语音预警,保证了风力发电机组安全、可靠的运行.通过对模拟系统进行测试,整个系统工作状态良好,可以准确地对风力发电机组进行监测.     

并网定浆型风力机改变叶片安装角对输出功率的影响

本文针对水平轴定浆型风力发电机组,应用空气动力学及风力发电机组叶片在空气中的受力情况进行分析,认为通过合理调整水平轴定浆型风力发电机组的叶片的安装角,能够有效改变增加风力发电机组的输出功率,改变风力发电机组的发电量。在实践中,实际对750KW定浆型风力发电机组叶片安装角进行了调整,通过近两年时间的同期统计数据的分析,发现在不同风速下,输出功率（发电量）会有不同比例的增加,增加范围在额定功率的0．8％至4．7％之间。     

风电塔架锥筒材料计算方法

对于风力发电机组塔架锥筒材料传统计算方法进行改进,通过几何方法及三角函数,推导出风电塔架的锥体展开各个尺寸的计算公式。利用办公软件(Excel),只需输入塔架筒体的上下口直径、高度和钢板厚度,就可以自动生成锥台展开图形(扇形)的大小半径、圆心角、大小弦长度、对角线长度、筒节钢板的面积、重量以及钢板进料的准确长度和宽度。应用该方法,材料利用率将大幅度提升,达93%以上。同时,可以将一周时间才能完成的工作缩短为当天完成,大幅度提升工作效率。     

风力发电机塔架制造的质量控制

通过对风力发电机塔架主要技术要点的分析,结合风力发电机塔架制造工艺特点,提出风力发电机塔架制造过程中质量控制的相关要求,以达到质量控制的目标。本文主要在风力发电机塔架生产的材料要求特点,针对该材料技术特性,确定适宜生产,便于质量控制的生产方式来确保塔架整体制造质量的提高,重点就几何尺寸的下料、控制卷板（校园）和组对的尺寸控制、焊接质量控制、探伤质量控制、防腐涂层质量控制等几个方面展开论述,阐述风力发电机塔架生产的技术特点和重点质量控制要求。     

风力发电机组系统建模与仿真

为解决风力发电机组所受工况瞬态多变且工作环境恶劣影响,建模分析了复杂、多变量、非线性的不确定系统.用叶素动量理论进行编程并集成到MATLAB/SIMULINK中,进行风力发电机组的气动性能计算,电机部分也在MATLAB/SIMULINK中建模,从而提出了一种基于MATLAB的失速型风力发电机组的动态仿真模型,模型中考虑了风力发电机组各部件之间的耦合作用关系及电机对风轮转速的耦合影响.利用提出的MATLAB仿真模型,对某失速控制型600 kW风力发电机组进行了仿真计算,试验结果验证了该模型的正确性.该仿真模型可以用于对风力发电机组的进一步优化设计、优化控制.     

风电场容量系数计算方法的研究

容量系数反映风电场风速与风力发电机组的匹配程度,是风电场机组选型时衡量的一个重要指标。基于风电场风速的Weibull分布函数和风力发电机组输出特性的二次函数,建立计算容量系数CF数学模型,并且通过工程算例验证该计算方法是可行的。工程实例结果分析表明,风电场的容量系数和发电量近似呈线性关系,同时风电机组的塔架高度和额定风速的选择会影响风电场容量系数的大小。