大型风力发电机柔性体叶片动力特性研究

《大型风力发电机柔性体叶片动力特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、·电气技术与自动化·王义平，等·大型风力发电机柔性体叶片动力特性研究大型风力发电机柔性体叶片动力特性研究王义平，孙文磊，赵群(新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐830047)摘要：风力机叶片的动力特性会影响整机的性能，鉴于大型风力机叶片的柔性化特点，采用柔性多体动力学方法来研究大型风机叶片更加符合实际。考虑复合材料叶片各向异性的特点，通过ANSYS和ADAMS软件建立了750kW风机叶片的柔性体模型及风轮的刚柔混合体模型，利用载荷的文档输入法将BLADED计算的风力机载荷生成曲线并加载到风机上，对风轮进行动力学仿真分析。结果得到了风机叶片的动态特性数据，并与刚性体叶片

2、特性进行对比，这将有助于风机整机动态特性的研究，也为大型风机叶片的故障分析、优化设计提供参考。关键词：风力发电机组；动力特性；柔性体叶片；刚柔混合体风轮；载荷文档法中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：1671—5276(2011)05-0134-03ResearchonDynamicCharacteristicsofLargeWindTurbineFlexibleBladeswANGYi—ping．SUNWen．1ei．ZHA0Qun(CollegeofMechanicalEngineering，XinjiangUniversity，Urumqi830047

3、，China)Abstract：Inviewofflexiblecharacteristicsandtheimportanceofblades，itissuitedtouseflexiblemultibodydynamicsmethodtostudy廿1em．Consideringtheanisotropiccompositeblades．thispaperestablishestherigid-flexiblewindrotormodelofthe750kWwindturbinebythesoftwareofANSYSandADAMS．Andtheloadswhic

4、harecomputedbyBLADEareloadedontherotortoana—lyzethedynamiccharacteristicsoftheblades．Thedynamicfeaturesoftheflexibleandrigidbladesareobtained．ItalsomakesastudyofWTGSbycomparisonwithbothcharacteristicsoftheblades，andgivesareferencedatatobladetroubleanalysisandoptimi—zationdesign．Keywords

5、：windturbinegeneratorsystem(WTGS)；dynamiccharacteristics；flexibleblades；rigid-flexiblewindrotor；loadsfitting0引言1风轮刚柔混合体模型的建立众所周知，风能是一种无污染、可再生利用资源。在全球提倡低碳、环保的时代，原生态资源，如风、水等的利1．1柔性体叶片生成流程用将愈来愈广。如今世界上许多国家都已经加入了这一叶片是风力机的重要部件，运用柔性多体动力学方法环保活动的行列，风力发电的规模正不断扩大。在规模扩来研究叶片首先就要建立叶片的柔性体模型。柔性体叶大的同时，风

6、力机出现了单机容量大型化，且质量更轻、结片生成步骤具体如下：构更具有柔性等特点。1)建立750kW风力机叶片实体模型；叶片是提高风力发电机性能的关键部件，但由于叶片2)建立叶片有限元模型；材料复杂，制造难度大，使其制造成本在总装机成本中所3)生成叶片模态中性文件；占比重最大，约占20％～30％lJ。4)建立柔性体叶片模型。随着风力发电机输出功率的不断增大，致使一些零部件出现大型化和柔性化特点，文献[2]也说明使用柔性多1．2刚柔混合体风轮的建立体方法来描述包含柔性部件的复杂系统的大范围运动是很有用的，所以采用柔性多体动力学方法来研究具有弹性本文风力机风轮由3枚柔性体叶

7、片和刚性体轮毂组结构的风机叶片是很有必要的。成，风力机额定功率750kW，叶轮直径48．4m，叶片长加之，叶片在整个风力机系统中受力非常复杂，作用23．5In，设计风速15m／s，转速22．3r／min。在叶片上的载荷呈随机性和交变性，因此，通过对风机柔其中叶片中空，加2筋，蒙皮和加筋材料特性相同为性体叶片动力特性的研究，掌握风力机叶片的失效规律，玻璃钢，考虑材料各向异性，参数如表1所示，轮毂材料属对叶片进行优化设计和维护都具有重要的意义。性如表2所示。基金项目：新疆科技攻关项目(200938118)，国家自然科学基金项目(50765007)作者简介