大型起重机降载荷当量试验方法的研究与应用

随着经济社会的发展和工业化生产的需要,起重机的起重量逐渐加大,在对起重机进行监督检验和日常使用过程中,如何进行起重机的额载、动载、静载试验,是困扰特种设备检验检测机构和起重机械使用单位的一大难题。山西省特种设备检验研究院与太原科技大学联合研发的大型起重机降载荷当量试验方法,将在很大程度上解决这一难题,为降低试验费用,提高试验的经济性和安全性提供技术支撑。

高速跨介质入水多相流动与流固耦合特性研究综述

高速跨介质入水问题广泛存在于海洋工程、航空航天等领域,入水多相流动与流固耦合作用机理是该领域的研究热点,对于跨介质航行器的载荷预报、弹道稳定性评估、结构强度校核以及安全性设计等具有重要意义。本文围绕高速跨介质入水所涉及的基础关键力学问题,重点论述了高速跨介质多相流动与空泡演化、冲击载荷与降载方法、运动稳定性与流固耦合响应、流固耦合数值研究方法等方面的研究现状,并针对目前仍存在的问题提出了建议,旨在为高速跨介质入水的相关研究与设计等提供参考。

计及疲劳损伤评价的大型风电机组降载控制优化

针对目前大型风电机组疲劳载荷日益严重的问题,进行了降载荷控制优化的研究:首先采用美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW风电机组搭建FAST和Matlab的联合控制模型;在此基础上设计了一种在额定风速以下提前进行变桨控制的优化方案,并依据疲劳损伤与发电量综合评价选取最优提前变桨区间;然后在额定风速以上结合功率和载荷两方面控制目标,先分风速区间优化独立变桨控制器PI参数,再拟合得到独立变桨控制的变增益调度优化函数;最后加入载荷反馈回路,在变增益独立变桨策略的基础上进一步降低叶根挥舞弯矩峰值。结果表明:提前变桨策略能有效降低额定风速附近的载荷与功率波动,加入叶片载荷反馈回路的变增益独立变桨控制相比统一变桨控制能显著减小叶片疲劳损伤。

5 MW风电机组载荷分析与独立变桨控制优化

随着风电机组不断大型化,机组运行时所受载荷造成的疲劳损伤已不容忽视,降载控制也逐渐成为风电控制中的研究热点。首先根据IEC风力机认证标准,采用5 MW风电机组进行运行仿真,分析了机组在半波阵风及湍流风况下各关键承载部件的载荷分布规律。然后基于材料疲劳寿命估计理论,建立一种短期载荷疲劳损伤评估与计算方法,并以一段叶根短期载荷时间历程数据为例计算了短期等效疲劳损伤。最后根据载荷分析的结论,针对基于坐标变换的独立变桨控制进行了降载策略优化与控制器参数优化,并对控制结果进行了疲劳损伤评价与对比。仿真结果表明,优化后的控制器显著提升了机组在大范围波动的风况下的载荷优化效果,有效地降低了叶根疲劳损伤。

结合载荷相关性分析下摆臂快速模拟试验研究

以某轻卡麦弗逊前悬架左下摆臂为分析对象,通过在通县试验场进行摆臂结构及轮心载荷的采集,通过ncode软件对已测载荷谱进行分析提取处理,进而进行六分力载荷与摆臂应变载荷的相关性分析,确定造成摆臂损伤的轮心主导失效载荷,进一步确定摆臂载荷与轮心载荷的回归方程。通过载荷回归前后的损伤对比以及功率谱密度分析,进一步验证了方程的准确性,实现载荷降维。最终,通过摆臂实测载荷实现摆臂加速谱的编制。

基于LQG控制的风电机组独立变桨距仿真研究

阐述了独立变桨的控制原理,通过对大型风电机组数学模型的简化分析,建立了带卡尔曼滤波器的多变量LQG控制器模型,并使用Blade软件对统一变桨距、PI控制独立变桨距及LQG控制独立变桨距的风力发电机组各关键部位载荷进行了仿真分析。结果表明,相对于统一变桨控制,独立变桨控制可以显著降低风力机各部分载荷,而采用LQG控制策略可以更加有效的降低变桨主轴、叶根、偏航轴承等部件的疲劳载荷,较适合用于大型风力发电机组的独立变桨距控制。

发电机轴瓦超温的原因分析与处理

针对苏里格燃气—蒸汽联合循环发电厂2×180 MW国产发电机轴瓦出现的过热超温故障,从轴瓦设计中存在的问题及磨损情况进行分析,指出主要原因是由于轴瓦pv设计值大于轴瓦材料许用值。通过降低轴瓦动载荷、控制供油参数、增大新轴瓦间隙等措施,轴瓦温度控制在98℃以下。提出了发电机轴颈宽径比设计改进建议。