基于cosmosmotion兆瓦级风力发电机组变桨机构建模与分析

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1、机械设计与制造第6期198MachineryDesign&Manufacture2011年6月文章编号：11301—3997(2011)06—0198—03基于COSMOSMotion的兆瓦级风力发电机组变桨机构建模和分析木贾坤张锁怀张平满(陕西科技大学机电工程学院，西安710021)(上海应用技术学院机械与自动化工程学院，上海200235)ModelingandanalysisonthevariablepropellerpitchmechanismofMWwindturbinebasedonC0SM0SMotionJIAKun，ZHANG

2、Suo—huai2,ZHANGPing—man(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710021，China)(2SchoolofMechanicalandAutomationEngineering，ShanghaiInstituteofTechnology，Shanghai200235，China)；【摘要】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

3、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{l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2}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{l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。2》关键词_．风力发电机组；变桨机构；实体建模；运动仿真《}【Abstract】Hydraulicpitchmechanismof0MWwindturbineissimpli

4、fedandresearched，then口2}three-dimensionalsolidmodelwithsimplifiedstructureisestablishedwithSolidWorks，whichmotionsimu-{llationiscarriedoutbyCOSMOSMotion．Therelationshipbetweenthedimensionsofcomponentsandtheiiperformanceofcontrolcylinderwereanalyzedbysimulation，whichresults

5、showthatperformancerequire-《lm,entsofhemec口nmtoc。rolcylindersloed，m。emeofmechanismnores￡ablewi￡hss。c{》uponbladewhenthelengthofrockerandconnectingrodisadjustedto口appropriatesize；whiletheresis-《；tanceloadactedonhydrauliccylinderisnotafectedbythelengthofconnectingrodandrocker

6、,butis5；fectedbytheanglebetweenthem,whenthepitchmechanismisdrivenbycontrolcylinder．{；Keywords：Windturbinegenerators；Pitchmechanism；Model；Motionsimulation：中图分类号：TH16，TM315，N945．12文献标识码：A1—日j—[Ij—吞—L—‘势，而变桨距风力机以其能最大限度地捕获风能、输出功率平稳等优点，日益成为风力机的主流产品。我国目前在这一领域的研能源是国民经济发展的命脉，是人类赖以

7、生存的基础。世界究还处于起步阶段，与国际先进水平还有不小差距I5．63。经济的现代化，得益于化石能源：石油、天然气、煤炭的广泛应用。然而，由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近控制液压缸—一枯竭，所以世界各国都在寻找新能源来代替煤和石油⋯。风能发电就是在这样的背景下为人们所重视，它也以环境效益好，不排放任何有害气体和废弃物等优点迎来了快速发展期[21。为了使叶片在随机变化、不稳定的风速中运行时保持稳定的气动性能，并防止超大功率甚至出现“飞车”事故，就要对叶片的功率进行控制。由于控制方式不同，也就出现了目前常用的变桨距及定桨距两种

8、机型131。首先，从空气动力学的角度考虑，当风速过高时，通过调整桨叶桨距角，改变气流对叶片攻角，从而改变图1变桨机构原理图风力发电机组获得的空气动力转矩，才能使功率输出保持稳定。