大型风电增速箱多级齿轮传动自动安全控制方法

为提升大型风电的使用寿命,降低齿轮传动运行振动速度,提出大型风电增速箱多级齿轮传动自动安全控制方法。根据行星齿轮传动构建多级齿轮扭转模型,以齿轮传动时产生的振动加速度误差及误差变化率作为模糊PD控制器输入数据,通过计算比例、微分系数,得到多级齿轮传动控制量。使用非线性跟踪微分器对模糊PD控制器进行优化,增加模糊PD控制器的抗噪声能力,进一步提升控制的准确性。实验结果表明,采用该方法控制后,多级齿轮抖动速度得到降低,且齿轮间的动态接触可以在长时间内保持最佳区间。由此证明,该方法能够有效提升大型风电的使用寿命,为工程实际应用提供技术支持。

制动工况下风电齿轮传动系统的动力学特性分析

考虑多种内、外部因素通过仿真获得风力发电机正常制动时齿轮箱的外部载荷。采用集中质量参数法在考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼、综合啮合误差、齿侧间隙和齿面滑动摩擦力等因素的情况下建立风力发电机齿轮传动系统的纯扭转非线性动力学模型;利用数值方法求得传动系统在制动工况下各齿轮副沿啮合线的振动位移和动态啮合力等;分析齿侧间隙和齿面滑动摩擦力对风电齿轮传动系统动力学的影响。

新型变速恒频风能转换系统的实现原理与运动学分析

为了实现风能转换系统(WECS)的变速恒频输出,降低变频逆变器系统造价,提出一种带有柔性混合驱动环节的实现变速恒频风能转换的方法。描述其变速恒频实现原理及差动调速主传动基本结构。从运动学角度分析3个转轴的角速度关系。给出伺服电动机调速幅度、调速深度、调速带等关键参数的计算公式。通过具体参数,计算低于额定风速下该变速恒频风力发电系统的特性参数。结果表明,该系统可以在稳定风能功率输出的同时,实现最大功率点追踪(MPPT)。

带有柔性混合驱动环节的变速恒频风能转换系统功率流分析

通过对变速恒频风能转换系统功率流的理论分析,引出了一种带有柔性传动环节的混合驱动变速恒频系统。推导出了可控电机与主发电机之间的功率比。分别分析了风轮运行于基准转速以下与基准转速以上时可控电机的功率流向。确定了在不计功率损耗情况下的各转轴的功率关系。通过具体参数的计算,给出了3个转轴之间的功率随转速变化的曲线。结果表明,在低于额定风速时,通过控制可控电机可以实现风能转换系统的最大功率追踪。

基于决策树分类算法和专家系统的风力发电机齿轮箱故障识别方法

研究了分类算法用于风力发电机齿轮箱故障诊断的方法,并通过专家系统方法加以实现。介绍了利用C4.5算法进行故障诊断规则提取的流程,开发了基于CLIPS的故障诊断专家系统。在风力发电机故障样本数据的基础上,利用C4.5算法提取了诊断规则,并将提取的规则导入开发的专家系统进行验证。模拟新的故障进行诊断测试,测试结果表明误诊率均在5%以内,从而验证了所提出方法的可行性。

风力发电机组传动系统常见故障分析

介绍了国产1500型风力发电机组传动系统的结构、功能,针对风力机主要受力部件的常见故障进行原因分析。为风力发电机组安全可靠运行,减少故障发生率提供保证。

封闭行星齿轮传动系统的虚拟装配设计

利用Pro/E软件的参数化设计和装配功能,完成了大型风力发电齿轮箱封闭行星齿轮传动系统的零部件参数化建模,并在装配环境下完成封闭行星齿轮传动系统的虚拟装配,满足大型风力发电齿轮箱封闭行星齿轮传动装配复杂,精度高的要求,缩短了产品开发的周期。

新型兆瓦级风电齿轮箱传动系统的研究

对传统兆瓦级风电齿轮箱传动系统进行研究,应用NW型行星轮系的传动特点,构建了由两级NW型轮系构成的新型传动系统,该系统具有级数少、效率高、散热好和外形尺寸小等优点。最后,通过实例参数计算和全参数化系统建模,为该齿轮箱的后续研究做好基础。

计及干摩擦的风电齿轮断齿故障动力学分析

为了揭示齿面摩擦影响风电齿轮传动系统中定轴齿轮断齿故障动力学行为变化的机理,基于库伦摩擦定律,计算定轴轮系和行星轮系轮齿间的齿面摩擦力。通过改变齿宽模拟断齿故障,应用势能法得到定轴齿轮断齿后的时变啮合刚度;考虑干摩擦、时变啮合刚度、传递误差、齿侧间隙和阻尼,建立含一级定轴齿轮断齿故障的风电齿轮传动系统动力学模型;通过分析一级定轴齿轮啮合点的相对位移随系统啮合频率变化的分岔图、相图和Poincare截面,研究定轴齿轮的动力学特性。结果表明,齿面摩擦在高频区域对系统的分岔形式较为明显,相图和Poincare截面的形状复杂多变,系统混沌区间增加,加剧了断齿对系统稳定性的影响。

风电行星轮系多间隙啮合冲击非线性建模与分析

以风电斜齿行星轮系为对象,考虑多间隙和摩擦对齿轮啮合的影响,建立完整的风电斜齿行星齿轮系有限元模型;结合非线性动力学方法,研究齿轮啮合时冲击应力的特点和变化规律,分析不同转速和负载对各齿轮冲击应力的影响。通过分析得到冲击速度对啮合冲击影响较大,负载会影响到系统的振动情况,在齿轮设计时要考虑减少冲击和振动的措施。

两级行星齿轮断齿故障的动态特性分析

以风电齿轮箱两级行星齿轮传动系统为研究对象,运用ADAMS软件建立系统的动力学模型,比较了第一级行星齿轮系统在健康状态下和太阳轮、行星轮、内齿圈分别发生故障时系统的动态响应以及断齿故障下的太阳轮啮合力的频域特性。结果表明,随着断齿程度的增加,啮合力的幅值明显增加,且太阳轮啮合力频域响应的倍频幅值会增大并伴随着低频区边频带越来越密集,第一级太阳轮断齿故障对第二级齿轮传动影响不明显。

风电齿轮传动系统动力学方程与模态振动特性分析

本文利用相关参数对齿轮传动系统的固有特性与相关激振频率的共振区进行分析。分析表明:系统的低阶固有频率主要表现为与转动频率振动区重叠,系统中的高阶固有频率主要表现为中间轴和高速轴轮系的啮频共振;当系统的固有频率在共振区时,将引起系统的共振,影响系统的正常运行,研究结果将为风电机组齿轮传动系统的设计提供可靠的依据。

功率分流式风电机增速箱振动特性分析

运用多体动力学方法对新型功率分流式大功率风电机增速箱进行刚柔耦合多体动力学建模,对双行星齿轮系统的功率分流式大功率增速箱刚柔耦合模态特性、谐响应和稳态响应特性进行研究,结果表明:通过对新型增速箱传动系统建立刚柔耦合多体动力学模型可以对其动力学特性进行准确模拟;通过模态分析获得增速箱工作转速范围内的主要耦合振型及共振频率;通过谐响应分析获得工作转速范围内各级齿轮啮合激励对不同耦合模态振幅的贡献度及主要振动部件的共振形式;对增速机在额定工况下的稳态响应分析可进一步获得主要激励频率和来源及主要部位的振动幅值,仿真结果与测试结果一致。

新型风机转轴组件及其控制系统的发展综述

风力发电机是将风能转化为电能的关键设备,其组件性能决定了风力发电机的性能和发电效率。详细阐述了新型风机转轴的主要组件磁轴承和磁齿轮的研究现状,介绍了风力发电机的控制系统,对了解国内外风力发电机的研究现状与发展趋势以及对风力发电技术的研究具有指导价值。

兆瓦级风电齿轮增速箱行星齿轮传动系统动态特性研究

以载荷分流式两级行星加一级平行轴斜齿风电齿轮增速箱为研究对象,考虑外部载荷激励、时变啮合刚度的影响,详细推导并建立包含径向和扭转的系统动力学模型,分析计算系统低速级和中速级中行星轮与内齿圈和太阳轮的动态啮合力。应用龙格—库塔法求解,归纳分析得到各级中心构件径向振动速度和扭转振动角速度变化以及行星轮与内齿圈和太阳轮的动态啮合力时变特点。这为载荷分流式两级行星加一级平行轴斜齿风电齿轮增速箱动态优化设计提供了理论依据。