水平轴风力发电机塔架的振动模态分析

根据多自由度模态分析理论,对水平轴风力发电机塔架的振动模态进行数学建模和仿真.运用次空间迭代法对模型进行数值计算,分析塔架在自由振动时的力学特性,获取塔架的固有频率和振型.结果表明,塔架的一阶固有频率高于叶片通过频率,属于刚性塔,不会因风轮激励而产生共振;依据振动理论,塔架振动过程的能量主要集中于一、二阶频率处,而一、二阶振型均为摆振,因此摆振是塔架的主要振动方式,是引起塔架疲劳破坏的主要原因.  

风力机塔架-叶片耦合模型风致响应时域分析

基于风力机塔架-叶片耦合模型，采用改进的叶素-动量理论模拟了考虑平稳风修正、叶片旋转效应和空间相干性的风力机气动载荷，并基于有限元方法对该耦合模型进行了动力特性分析和风致响应时域计算．基于目标响应时程探讨了风力机塔架-叶片耦合系统在随机风荷载作用下的动力响应特性，并与不考虑叶片影响的风力机塔架风致响应进行对比分析.研究表明,在进行风力机的抗风设计时，应该考虑塔架-叶片的耦合作用.  

基于ANSYS的海上风机塔筒的自振特性分析

海上风电项目是可再生能源开发和利用的焦点,在开发海上风能的过程中,风机塔筒的自振特性是影响结构安全的重要一环.本文以某一风机塔筒为例,采用ANSYS有限元分析软件进行模态分析,讨论了3种处理质量、刚度非连续变截面塔筒结构的数值模拟简化建模方法,并比较3种方法在自振频率计算方面的准确性.研究表明,采用最大外径进行简化建模可以大大减小前两阶自振频率计算的误差率,所得结论可为类似结构自振频率简化计算提供依据,对于保证海上风电项目的安全性和可靠性有重要意义,具有一定的工程参考价值.  

风力发电机塔筒制造的过程控制方案

针对风力发电机塔筒制造过程中容易出现的质量问题及原材料易消耗过大的情况,制定符合生产实际的下料和组对焊接成形过程控制方案,通过该方案的实施与应用,提高塔筒质量控制精度,保证产品质量,提高生产效率,节约原材料和能源.  

风力发电塔基础沉降监测方法研究

沉降观测的目的是监测风力发电塔的沉降和倾斜变形,根据其变形量及变形速率来监测风力发电塔的施工安全和运营稳定.常规的沉降观测方法是采用闭合水准测量的方法,但这种方法影响其观测速度和精度,为此本文提出了往返同时观测的方法,对提高观测速度和精度具有重要的指导意义.  

传递矩阵法在风力机塔架动力学分析中的应用

根据风力机圆筒型塔架和基础的结构特点，将塔筒简化为无质量梁单元和集中质量单元的组合，并将塔架基础简化为平动弹簧阻尼系统和扭簧扭阻系统的组合。使用传递矩阵法构建了风力机塔架及其基础的动力学分析模型。对某滩涂型风力机塔架进行了自振频率及振型分析，分析结果同测试结果和有线元结果基本相同。传递矩阵法相对于模态分析法和有限元法具有建模容易，计算速度快等优点，非常适合风力机塔架的结构动力学分析。  

海上风电的若干关键技术综述

海上风力发电是风电产业未来的主要发展方向.着重对海上风电所涉及的若干关键技术及发展情况进行了论述与分析,包括发电机设计及新结构研究、叶片材料选择与翼型设计、桨距控制技术、冷却系统设计技术及新进展、变流器及其控制器技术、风机塔架设计关键技术与基础结构选择、输电并网系统架构和风机状态监测技术等.采用大型直驱/半直驱风机、封闭循环式冷却系统、翼型设计的柔性叶片、多电平变流器和悬浮式基础结构,应用高压直流输电技术,并配置状态监测系统的大型深海风场是未来海上风电技术的发展主流.  

基于时域法的不同塔架风力机抗台风分析

为探讨不同塔架形式风力机的抗台风性能，基于Abaqus有限元软件建立4种不同塔架形式的风力机一体化模型，用自回归（AR）法对脉动风时程进行模拟，分别进行了模态分析和台风时程分析. 结果表明，风轮和机舱对风力机自振频率的影响较大；钢筋混凝土锥筒塔架的最大顺风向位移随台风风速的增加呈平缓线性增加趋势，而其他3种塔架的位移随风速的增加表现为非线性增加. 钢管格构式塔架为轻型柔性结构，其风载响应最为显著，钢锥筒塔架次之，而钢筋混凝土塔架因具有较大的自重和刚度，其位移响应最小，抗风性能较好.  

预应力混凝土-钢组合风电塔架塔段优化研究

以某2 MW传统钢筒结构风电塔架为对象，采用预应力混凝土-钢组合塔架结构取代原钢筒结构，并对组合塔架结构的两塔段进行优化.以造价为目标函数, 在塔架几何外形不变的情况下，考虑预应力混凝土与钢塔段的强度、刚度、稳定性、疲劳以及自振频率、顶部最大位移等约束条件, 借助改进的粒子群优化算法，对预应力混凝土和钢塔段的高度及其截面尺寸进行优化.结果表明，采用粒子群算法对预应力混凝土-钢组合塔架两个塔段进行优化后，在满足各项约束条件的前提下，组合塔架结构形式的造价比传统钢塔架造价降低约27%.  

调谐滚球阻尼器在风力发电塔架中的振动控制研究

基于调谐质量阻尼器(TMD)原理,设计了适用于风力发电结构的滚球阻尼器,通过振动台模型试验,研究了该阻尼器的减振效果.试验表明,这种新型的滚球阻尼器的质量仅为一阶模态质量的1.5%～2.5%,可有效提高结构阻尼,在不同的工况下均具有较好的控制效果,可使试验模型的底部弯矩和塔顶位移的标准差减小20%～46%.这种阻尼器施工工艺相对简单,因此具有良好的经济性和实用价值,值得在实际工程中推广.