風力發(fā)電機齒輪傳動系統(tǒng)變載荷動力學特性研究.pdf

1、風力發(fā)電作為可再生能源的一種重要形式，受到世界各國的廣泛關注。風力發(fā)電機運行時，由于風輪轉速遠遠低于發(fā)電所要求的轉速，從而多采用齒輪傳動增速箱實現(xiàn)風輪與發(fā)電機的運動和動力傳遞。齒輪傳動增速箱作為風力發(fā)電機的重要部件，工作于復雜變載荷的惡劣環(huán)境，且處于高空架設狀態(tài)，維修不便，對運行穩(wěn)定性和可靠性有較高的要求。因此研究變載荷條件下風力發(fā)電機齒輪傳動系統(tǒng)的動力學特性是風電齒輪箱設計制造的重要任務之一。
　　 本文在國家自然科學基金的資

2、助下，考慮隨機風和發(fā)電機對傳動系統(tǒng)的影響，以風力發(fā)電機三級斜齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象，研究其在低速軸氣動轉矩和高速軸電磁轉矩的變載荷下的動態(tài)特性。論文研究內容主要包括：
　　 1)建立隨機風速、氣動性能、傳動鏈、籠型感應發(fā)電機的數(shù)學模型，然后在Matlab中建立相應的仿真計算模型，在考慮控制策略的情況下，對低風速工況和高風速工況分別進行動態(tài)外載荷的仿真計算與分析，以獲得傳動系統(tǒng)的低速軸、高速軸的動態(tài)外載荷的變化規(guī)律；
　　

3、 2)綜合考慮低速軸氣動載荷、高速軸電磁轉矩、時變嚙合剛度、綜合嚙合誤差和阻尼等因素的影響，采用集中質量法建立三級斜齒輪系統(tǒng)的純扭轉動力學模型，推導出系統(tǒng)的振動微分方程，分析了齒輪系統(tǒng)的內、外部激勵；
　　 3)采用可變階的數(shù)值微分算法，求解氣動轉矩和感應發(fā)電機電磁轉矩等動態(tài)外載荷條件下齒輪系統(tǒng)動力學微分方程，獲得齒輪系統(tǒng)在內部激勵和外部激勵共同作用下各齒輪的振動位移、振動速度和各嚙合副的動態(tài)嚙合力，對齒輪傳動系統(tǒng)在復雜外部激勵