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《风力发电机组设计载荷的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第38卷第3期河南科技学院学报2010年9月Vol.38No.3JournalofHenanInstituteofScienceandTechnologySep.2010doi:10.3969/j.issn.1008-7516.2010.03.021风力发电机组设计载荷的分析宁李谱,宁欣,杨辉,陈乐瑞（河南科技学院,河南新乡453003）摘要：结合风力发电机外部环境和国际标准,对风力发电机设计载荷的确定方法进行了研究.主要对风力发电机的极限载荷和疲劳载荷进行了分析,列出了风力机载荷设计工况的制定过程,选用GH-Bladed软件作为载荷计算工具,计算风机在设计
2、工况下的极限载荷与疲劳载荷,得到极限载荷的预测方法和疲劳载荷的等效简化方法,完成风力机设计中最基础性工作.关键词：风力发电机；载荷分析；疲劳载荷；极限载荷中图分类号：TK83文献标志码：A文章编号：1008-7516（2010）03-0084-05DesignloadsanalysisofwindturbinegeneratorsystemNingLipu,NingXin,YangHui,ChenLerui（HenanInstituteofScienceandTechnology,Xinxiang453003,China）Abstract:Combining
3、theexternalenvironmentandtheinternationalstandardsofwindturbine,thedesignloadanalysismethodofthewholewindturbinesystemisstudiedinthispaper.Thefocusistheanalysisofextremeloadsandfatigueloads,predictionmethodforextremeloadsandequivalentsimplifiedmethodforfatigueloadsareobtained.Thent
4、hedevelopmentofwindturbinedesignloadcaseisstudied,theGH-Bladedsoftwareisusedtocomputewindturbine'sloads,windturbine'sextremeloadsandfatigueloadsareanalyzed,thusthemostbasicworksindesigningwindturbinearefinished.Keywords:windturbine,loadanalysis,fatigueloads,extremeloads在风力机设计中必须确定风
5、力机所处的环境和各种运行条件下所产生的各种载荷,其目的是对风力机零部件进行强度分析（包括静强度分析和疲劳强度分析）、动力学分析以及寿命计算,确保风力机在其设计的寿命期内能够正常运行.该项工作是风力机设计中最基础性工作,所有的后续工作都是以载荷计算为基础的.在计算载荷时,要考虑到风力机的复杂性,它是风、空气动力学、波浪、结构动力学、传动系统、控制系统等复杂作用的结果.风力机是与众不同的设备,叶片翼型经常运行在失速的状态下,很可能产生结构共振、载荷不规则、高周疲劳等现象,这就决定了载荷计算的困难程度.1风力机载荷计算方法对于陆上风力机载荷计算,不考虑随机或周期波
6、浪、流体动力学与波浪载荷时间序列三个海上风力机专用选项.风力机载荷计算过程如图1所示.收稿日期：2010-05-13作者简介：宁李谱（1980-）,男,河南长垣人,助教,硕士.主要从事机械设计的教学与科研工作.84宁李谱等：风力发电机组设计载荷的分析第3期2风力机载荷计算工况的制定传动系统和风力机运行在非常复杂多变的自然条时域风场结构属性控制系统件下,不同的外部环境,对风力机的各个零部件受力状态的影响是不同的.为了实现载荷空气动力学计算目的,达到设计要求,水平轴风力机的载荷计算是以机组将要承受的包含各重要条件的设计工况来体现的.计算工况的确定应风载荷时间序列
7、结构动力响应将外界条件、风力机运行状态发生的概率与控制和保护系统动作等的组合方式放在一响应时间序列起考虑,并结合风力机设计工况和载荷状态国际标准来制定.疲劳载荷时序分析2.1外界条件外界条件可以分为正常外界条件和极极限载荷端外界条件.外界条件应包括影响风力机的所有外界条件,如地形地貌、气象条件等.按图1风力机载荷计算过程概率角度讲,正常外部条件是指一年至少发生一次的概率事件,而极端外界条件是指50年发生一次的概率事件.2.2风力机发电机组的运行状态风力机发电机组的运行状态可以分为正常运行状态、极端状态、故障状态以及运输安装状态,如图2所示.2.3风力机国际标
8、准现代风力机设计中,国际通用标准是IEC61400,
