小型H型垂直轴风力机变桨机构的优化设计与试验

为解决现有垂直轴风力机风能利用率较低的问题,以获得风轮最大切向力为目标,分别获得了风轮上风区和下风区叶片的最佳理论攻角为8°和-8°,计算出了叶片一周桨距角调节策略。在此基础上,采用随机方向法对双曲柄变桨机构进行了优化设计,得到了不同叶尖速比下变桨机构的参数组合。为验证垂直轴风轮变桨机构的合理性,以叶尖速比2为例,利用ADAMS软件对变桨机构模型进行了运动学特性仿真,并采用旋转测角法对叶片桨距角变化曲线进行了数据拟合,计算结果显示:实际桨距角变化曲线与理想变桨曲线的贴合程度较高。风洞试验进一步证明:所设计的变桨距垂直轴风力机具有更好的自启动性能,且在现有风速下比定桨距垂直轴风力机的发电效率至少提高了7.86%。

风力发电机组液压变桨机构运动与强度分析

将各个构件的Solidworks实体模型导入ANSYS中,生成柔性体模态中性文件,将该柔性体导入ADAMS中替换原有的刚性体,建立变桨机构的刚柔混合体模型。利用ADAMS对风力发电机组变桨机构的模型进行变桨精度分析,发现实际变桨速度和角位移与理论值有一定误差,提出了在桨叶盘上增设位置传感器,利用传感器发出的信号控制液压缸动作,对变桨误差进行补偿;将运动仿真过程中产生的零件载荷文件,导入ANSYS中,对关键零件进行强度分析,指出了各零件易破坏位置与最大应力位置,设计时应注意保护。

兆瓦级风力发电机组变桨机构建模和仿真

针对兆瓦级风力发电机组的变桨系统,在SolidWorks和Adams中建立变桨系统的机械系统模型,并在Matlab中建立控制系统模型,通过Adams/Control接口将二者连接起来,实现风力驱动下的变桨运动在软件系统环境下的交互仿真,通过对变桨过程研究,为大型风力机及其控制系统的研制开发与国产化提供指导。

基于COSMOSMotion的兆瓦级风力发电机组变桨机构建模和分析

对兆瓦级风力发电机组的液压变桨机构进行了简化,在SolidWorks中建立了简化机构的三维实体模型,并用COSMOSMotion对其进行了运动仿真。通过仿真分析了控制油缸驱动变桨时,变桨机构各个主要构件尺寸参数与控制油缸所需性能之间的关系。其结果表明,将变桨机构中摇杆和连杆的杆长调节到合适的尺寸时,机构对控制油缸的性能要求降低,其运动也更平稳,桨叶受到的冲击更小;控制油缸在驱动变桨过程中所受到的阻力与摇杆和连杆的长度无关,而与它们之间的夹角有关。

兆瓦级风力发电机组变桨机构桨叶盘的模态分析

利用有限元分析软件ANSYS对某型号兆瓦级风力发电机桨叶轴承系统进行了模态分析,通过计算得到额定转速下桨叶盘的振型和前5阶固有频率,找到工作中容易发生共振的频率区域,为进一步提高变桨精度和变桨平稳性提供了理论依据。

风力机组变桨机构在变风速下的动力学联合仿真分析

为了更加准确地对变桨机构进行分析,从模拟其复杂工作运行状况入手,在Simulink中建立了变桨机构运行的数学控制模型,在UG中建立了变桨机构三维实体运动模型。借助两软件的联合仿真实现两模块的同步数据交换,解决了变风速下变桨机构调节运行的问题,达到了变桨的重要目的——稳定吸收风能。通过模拟得到了机构在运行条件下的动力学特性,为进一步的设计和优化奠定基础,同时提供了一种模拟机构工作运行性能的方法。

风电机组液压统一变桨机构问题分析和技改

由于液压油受污染和环境温度影响造成的液压变桨系统故障较多。变桨轴承是变桨系统的关键部件之一,在非独立变桨系统中,变桨轴承的润滑不良、卡涩、损伤将导致推动变桨系统的连杆机构受力不均,整体机械性能下降,容易发生断杆、扭曲等损伤。根据在液压统一变桨型风电机组的检修维护和故障处理的工作经验,变桨机构断丝脱轴故障经过采用压板式锁紧法兰盘加固后,变桨机构稳定性加强,可有效提升液压变桨系统运行的稳定性。

MW级风力机液压变桨机构运动特性的分析

对MW级风力机液压变桨机构进行分析简化、运动学建模,并利用MATLAB软件进行可视化仿真,其结果表明该机构能够准确地实现0°～90°的桨距角变化。液压缸匀速运动阶段,机构变桨加速度比较小,液压缸变速阶段,机构变桨加速度比较大。对机构运动学建模时,将液压缸简化为带速度参数的滑块,并按照液压缸运动的先后次序分步建模的方法证明是可行的。

风力机组变桨机构在控制系统下的工作性能模拟验证分析

建立变桨执行机构的三维实体模型,根据其运行原理模拟出其运动状态并分析其运动性能。基于风力机组的工作条件及变桨控制原理,搭建SIMULINK变桨控制系统模型,并结合UG运动协同仿真模块完成其控制系统的联合仿真和数据分析。相关的试验数据表明:该变桨执行机构在控制系统的控制下运动性能稳定且反应迅速,达到在变风速下稳定吸收风能的目的,能有效满足使用要求,为其进一步设计和控制优化奠定基础,同时提供了一种模拟机构工作运行性能的方法。

大型风力发电机组变桨距机构分析与实验研究

旨在确定变桨距机构的结构形式,通过精炼设计校核变桨距机构的技术参数,论证变桨距机构的合理性,确保兆瓦级风力发电机组在60 m高空稳定工作.通过不同的变桨距机构方案的对比,找出各种变桨距机构的优缺点,完成兆瓦级风力发电机组变桨距结构的确定;利用数值算法进行变桨距机构参数的精炼设计;利用实验装置验证变桨距机构的合理性.最终,兆瓦级风力发电机组采用了液压变桨距结构形式,由数值算法给出了液压变桨距结构的最大负载力矩;并利用实验装置验证完成了在地面上的变桨距机构的调试工作,证明了变桨距机构在额定工况下能正常工作.在兆瓦级风力发电机组的调试过程中变桨距机构工作正常、稳定,达到了预期设计的目标.

风力发电机组电动变桨距机构设计与仿真

阐述了风力机变桨距控制原理,在此基础上设计了一种新型变桨距机构-电作动筒变距机构,并对其进行了矢量环建模,结合MATLAB/Simulink进行了动态运动仿真及分析,进一步为风力机变桨距系统的优化设计奠定了基础。

风电机组电动变桨距传动机构设计与仿真

采用叶素理论建立了风电机组变桨距调节原理。设计了一套新型变距传动机构——电动变桨距传动机构。构建了基于Pro/E的三维实体模型,施以正弦运动律,其动态仿真结果验证了该变桨模型建立的有效性和准确性,进一步为风力机变桨距系统的优化设计奠定了基础。

兆瓦级风力机液压变桨执行机构疲劳寿命分析

文章建立液压变桨执行机构有限元模型,通过静力学分析得到液压缸与活塞杆的应力分布结果,动力学分析得到液压缸与活塞杆的疲劳载荷谱,将静力学、动力学分析结果及修正后的液压缸及活塞杆材料S-N曲线导入到MSC.Fatigue软件得到风力机液压变桨执行机构疲劳寿命云图。在此基础上,对一台2 MW风力机液压变桨执行机构,对比分析材料及载荷频率改变对液压变桨执行机构疲劳寿命的影响程度,并对液压缸与活塞杆最易受损位置进行了结构优化。研究结果表明,对液压变桨执行机构的设计,尤其在提高液压变桨执行机构甚至风力机整机疲劳寿命方面具有重要指导意义。

风力机变桨距机构的设计与仿真

介绍了风力机变桨距控制原理,在此基础上对变桨距机构进行分析与设计。并应用Pro/E建立了变桨距机构的三维实体模型,结合ADAMS对该机构进行动态仿真和运动学分析,为进一步对风力机变桨距机构的优化设计奠定了基础。

基于Simulink的风力机变桨距机构的设计与仿真

采用叶素动量理论确定工作条件的改变对应桨距角的变化,从理论上提高桨距角的控制精度,进行了风力机变浆距机构设计。通过仿真验证了设计的正确性,同时得到了桨距角匀速转动时液压缸驱动活塞的位移、速度、加速度的变化规律。

基于SimHydraulics的风力机液压变桨执行机构建模与稳定性分析

该文在前期液压变桨执行机构系统设计的研究基础上,利用Matlab/Simulink中SimHydraulics建立了完整的风力机液压变桨执行机构物理仿真模型,同时给出了传递函数数学建模结果,并对两种建模方法得到的液压变桨执行机构模型的稳定性作了比较分析,最后通过SimHydraulics所建液压变桨执行机构模型与风力机整机模型联合仿真,完成了风力机的变桨功率控制仿真实验。仿真结果表明,相比传递函数、状态方程、功率键合图等数学建模方法,SimHydraulics物理建模方法所建模型精确性更高,基于该模型的风力机功率控制、稳定性、可靠性等相关分析研究的准确性和可靠性也较高。

小型H型垂直轴风机变桨距机构研究

升力型垂直轴风力发电机的风能利用率低以及自启动性能差等问题影响着它的应用和发展,针对上述问题,采用变桨距控制方法,并且设计了一套风机独立变桨机构,通过对H型垂直轴风机变桨距的数学建模和机构设计进行了分析与研究。在理论分析上,对风机静止时和旋转时的受力分析分别得出了静止时的变桨结论和旋转时的变桨算法;在机构设计上,采用了独立变桨机构,利用伺服电机带动蜗轮蜗杆减速机,达到精确简便的目的。

新型变桨风力机与数值模拟分析

针对小型风力机功率控制,提出一种新型主动变桨调节方式,分析变桨控制理论及工作原理,利用ANSYS Workbench对建立的1.5 kW风轮模型进行模拟分析,研究该风力机在不同工况下桨距角随风速的变化关系、风轮表面压力变化情况以及变桨调节机构应力分布规律。结果表明:风轮表面最大压力出现位置,随着桨距角与风速的增大,由迎风面叶尖前缘向背风面过渡;调节机构最大等效应力出现在风速17 m/s、桨距角20°、转速390 r/min工况,均发生在齿轮齿根部位,且随转速的增加最大应力值增大。

MW级风力机液压变桨精度的分析和研究

分析影响MW级风力机中液压变桨距机构执行精度的原因,对其建立数学模型,并仿真运算。其结果表明液压缸中液压油压缩形变对桨距角影响较明显,液压缸结构原理性泄漏对桨距角影响甚微;但两者对最终的风力机功率输出干扰不大,可以忽略。进一步分析发现,由于液压油的可压缩性,液压变桨距机构具有良好的柔性,在稳定风机输出功率、风机自我保护和运行可靠性上发挥了一定的作用。