750kw风力发电机组传动系统动力学仿真分析

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1、第7期机械设计与制造2010年7月MachineryDesign&Manufacture187文章编号：1001—3997(2010)07—0187—03750KW风力发电机组传动系统动力学仿真分析术丁习坤孙文磊林茂峰(新疆大学机械工程学院，乌鲁木齐830008)Kineticemulatinganalysisof750KWwindturbinedrivesystemDINGXi-kun，SUNWen—lei，LINMao-feng(Xi~iangUniversity，SchoolofMechanicalEngineering，Urumqi830008

2、，China)；【摘要】针对750KW风力发电机组传动系统中行星轮系式齿轮箱齿轮的失效形式，重新设计和改；；进了增速齿轮箱各轮系参数，并按该配置方案在UG软件中建立了风力发电机三维参数化模型。利用；luG、ADAMS、ANSYS三者之间的转换接口，在ADAMS中，进行了各轴转速、转矩及齿轮啮合力的仿真计ll算，并通过仿真计算结果得出传动系统的最薄弱环节，对该环节进行了柔性动力学分析，得出薄弱环节的；；应力分布-X-图。另外也提供了一种柔性动力学分析的方法。i；关键词：风力发电机；传动系统；动力学仿真分析；行星轮系《l【Abstract】／tre—des

3、ignandimprovementofthegearboxparameterstothegear-t)?efoofthel；failureofplanetarygearboxindrivensystemof750KWwindgeneratingset．Andwiththisallocationi；plan，established口three-dimensionalwindturbineparametersmodelinUG．ViatheinterfaceamongUG；iandADAMS，ANSYSandcarryouttheconductofthes

4、speed，torquesimulation，meshingforcesimula-litioninADAMS,foundtheweakpartintransmissionsystem．Totheweakpart，carryoutflexibleboazsimu-l；lationinADAMS，anddrawstressnephogramoftheweakpart．Inaddition，alsoprovidesaflexiblemethodlanalysis．1lKeywords：Winddrivengenerator；Drivensystem；Kin

5、eticemulatinganalysis；Planetarygeari’、：、：、!疗：—；、：：—々—：、1一；、：——；、：一全e一、：、!疗0、：奄、!、疗——；、0—，；、!⋯、：0。0—；、!疗一、：一也、0、：青{々—0：一0：中图分类号：TH16，TM315文献标识码：A速作用把转速输出到发电机上，从而完成了风能到电能的转换。1引言随着人类对于能源的需求越来越大，经过几十年的的发展，风力发电机的单机容量越来越大，制造成本也越来越低，商业化机组运行良好并且已经在世界范围内大范围的应用。中国风能资源丰富，现估计实际可开发量2．53亿KW，为

6、风力发电提供了可靠的资源保证。但作为世界上的风能大国，由于起步晚，我国尚不具备独立开发风机尤其是大型风机的成熟的核心技术，目前国内己投入运行的风力发电机组绝大部分是进口和仿制的，风电行业的发展还有很多阻碍因素根据我国风电厂实际统计数据表明风力发电机的传动系统故障是风机运行过程中的图1传动系统简图常见故障，其中行星轮式增速齿轮箱是风力发电机的重要组成部3传动系统数字化样机三维模型的建立分，是风力发电机传动系统的核心部件，在整个传动系统中故障我国目前虽然已经能够做到750KW以下机组的自主批量率最高，其中齿轮部分失效的故障率最高。因此对齿轮箱系统则生产，但

7、是国产齿轮箱在实际的运行过程中其故障率与国外机型显得很重要_Jl。相比偏高，通过对国内齿轮箱故障率统计分析得到发生故障的主2风力发电机组传动系统组成及原理要原因是齿轮的疲劳断裂失效，影响疲劳寿命的因素很多，包括风力发电机传动系统，如图1所示。从图1传动系统简图可以材料本身的性能、工件本身的结构、载荷特征等。主要针对齿轮的看出风力发电机传动系统主要有叶片、轮毂、主轴、行星齿轮增速这种失效情况，提出了750KW风力发电机增速齿轮箱轮系新的机构，发电机等几部分组成。其传动原理为：作用到转子机构的风机配置方案并按该方案建立了传动系统数字化样机。叶片上的风能，经

8、调速机构后，输出较稳定的转速到与轮毂相连的3．1行星轮系增速箱各齿轮的参数设计主轴上，通过主轴