兆瓦级风电机组独立变桨距机构动态特性分析

【摘要】： 作为现代风电机组的一个重要组成部分,独立变桨距机构的动态特性对兆瓦级风电机组的性能有着很大影响,叶片桨距角的变化能否及时跟上风的变化对风电机组的发电品质及收益有着重要影响。本文以某兆瓦级独立变桨距风电机组为研究对象,研究了独立变桨距机构的动态特性。 在对独立变桨距控制原理进行分析的基础上,对变桨距叶片的载荷进行了分析,以某公司2MW风电机组独立变桨距机构为参考,采用直流伺服电机作为独立变桨距机构的动力源,三级行星齿轮传动作为减速机构,建立了“电机—齿轮—叶片”的独立变桨距机构模型。 运用机械动力学有关理论,建立了独立变桨距机构等效动力学模型,利用Matlab/Simulink软件进行了仿真分析,该独立变桨距机构满足独立变桨距的要求,但不能够实现独立变桨距控制。增大直流伺服电机的额定扭矩或减小独立变桨距机构的传动比,变桨距系统的响应速度提高,有助于独立变桨距机构实现独立变桨距机构实现独立独立变桨距控制。 利用Pro/E软件建立了独立变桨距机构的三维实体模型,并通过Mech/Pro接口导入到ADAMS软件,按照独立变桨距控制的基本要求,对独立变桨距机构进行了动力学仿真分析,该变桨距机构满足独立变桨的要求,但不能够实现独立变桨距控制。对独立变桨距机构传动过程中的啮合力进行分析,提供了一种计算传动构件疲劳强度的方法;分析了变桨距机构传动构件在初始运行阶段的角加速度变化规律,系统存在较大的冲击载荷。 对独立变桨距机构的动态特性进行探究,可以为独立变桨距机构的设计提供理论参考,具有较好的工程应用价值。 【关键词】：独立变桨距 动态响应特性 Matlab仿真 ADAMS仿真
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题来源、研究背景及意义11-13
• 1.1.1 课题来源11
• 1.1.2 课题背景11-12
• 1.1.3 研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 独立变桨距机构设计13-14
• 1.2.2 独立变桨距建模及动态分析14-16
• 1.2.3 独立变桨距控制理论研究16-17
• 1.3 论文的主要研究内容17
• 1.4 论文章节安排17-18
• 第二章 风电机组变桨距基本原理18-27
• 2.1 风力发电机组基础理论18-25
• 2.1.1 风能的计算18
• 2.1.2 风能最大捕获原理18-24
• 2.1.3 变桨距风电系统的运行原理24-25
• 2.2 独立变桨距原理25-26
• 2.2.1 空气动力学分析25-26
• 2.2.2 独立变桨距控制原理26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 独立变桨距机构设计及三维建模27-36
• 3.1 变桨距叶片的载荷计算27-30
• 3.1.1 离心力矩27-29
• 3.1.2 气动力矩29-30
• 3.1.3 重力矩30
• 3.1.4 弹性力矩30
• 3.1.5 摩擦力矩30
• 3.1.6 变桨距系统单桨叶所受到的总负载力矩30
• 3.2 基于伺服驱动的独立变桨距机构传动方案30-33
• 3.2.1 伺服电机的选型31-32
• 3.2.2 齿轮减速箱的设计32-33
• 3.3 独立变桨距机构三维实体建模与装配33-35
• 3.3.1 零部件的建模33
• 3.3.2 变桨距机构装配33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 独立变桨距传动系统建模及 MATLAB 仿真36-48
• 4.1 变桨距传动系统建模36-37
• 4.2 等效刚度和扭矩的计算37-40
• 4.2.1 轴的扭转刚度计算37-39
• 4.2.2 等效转动惯量的计算39-40
• 4.3 伺服电机建模40-41
• 4.4 计算机仿真软件 Matlab/Simulink 概述41-42
• 4.5 Simulink 建模分析42-46
• 4.5.1 仿真参数43
• 4.5.2 负载设定43-44
• 4.5.3 仿真结果分析44-46
• 4.6 本章小结46-48
• 第五章 基于 ADAMS 的独立变桨距机构动力学仿真48-62
• 5.1 ADAMS 及其功能介绍48-49
• 5.2 独立变桨距机构动态仿真模型的建立49-50
• 5.3 运动学仿真分析50-52
• 5.3.1 约束的施加50-51
• 5.3.2 运动学仿真分析51-52
• 5.4 动力学仿真分析52-61
• 5.4.1 约束的添加52-53
• 5.4.2 接触力的选择及定义53-56
• 5.4.3 动力学仿真分析56-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第六章 结论与展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 附录A: 攻读硕士学位期间发表的学术论文68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于鸟类翅膀的水平轴风力机仿生叶片优化分析    马毅

风力发电仿真系统建模与开发    杨天治

变速恒频风力发电系统最大风能追踪控制    刘其辉,贺益康,赵仁德

交流电机变速恒频风力发电技术    尹玲玲,胡育文

基于Bladed的电液比例变桨距风力机半物理仿真平台    陈晓波;林勇刚;李伟;

基于半物理仿真的变速恒频独立变桨距控制    叶杭冶;李伟;林勇刚;刘宏伟;

二级传动齿轮箱动力学仿真    赵克利;郭歆健;戴群亮;王飞;

基于ADAMS的多接触问题研究    石明全

风力发电机组电动变桨距机构设计与仿真    李志梅;魏本建;赵东标;

ADAMS仿真时发生接触穿透的原因及对策    魏勇亮,金圭

基于ADAMS的齿轮动力学特性分析    周焱强;杨洁明;田英;

抽油机的3D实体建模及其动力学特性的研究    甄希金,王勇

大型风力机变桨距控制技术研究    林勇刚

兆瓦级风力发电机组变桨距系统控制技术研究    郭洪澈

兆瓦级风电机组变桨距机构及单机控制研究    李强

风力发电机组电液比例变桨距控制系统的研究    刘湘琪

风力发电变桨距传动及控制系统的虚拟设计    黄朝阳

兆瓦级风力发电机组变桨距系统研究    秦立学

大型风电机组变桨距系统设计及其智能控制方法研究    郭威

变速风力发电机组的电液伺服变桨距控制研究    郭朝

基于虚拟样机的大型风电机组齿轮传动系统冲击特性分析    陈绍军

兆瓦级风力发电机组液压变桨距系统研究    顾鑫

高精度位置伺服控制风力机变桨距研究    周祥云

2K-V型减速机的虚拟样机仿真研究    张春亮

交流感应电机无速度传感器矢量控制系统设计    徐中领;李桥梁;

基于Simulink的偏置式曲柄滑块机构运动仿真    漆小敏;喻全余;阚宏林;

基于定子磁链的异步电动机软启动仿真研究    岳强;郭兴众;

一种新型冰箱内胆自动切边机的开发    张建国;鲁炜;吕健;

适用于农网的中小功率风力发电电源研究    汪洋;成立;

机械原理课程教学方法的探索与实践    路曼;

关于齿轮传动设计中齿数对传动强度影响的探讨    齐忠华,智莹

一种按行程速比系数设计曲柄摇杆机构的新解析算法    冯利民,刘朝华

运用辅助角法设计曲柄滑块机构    冯利民,王锋

MATLAB在平面机构运动仿真中的应用    刘立芳;徐鹏云;

一种小型茶园中耕机的研制    杨拥军;陈力航;喻季红;刘伟英;罗意;

我国高原地区风力发电研究    缪江豫;邢瑞鹏;

基于模糊逻辑的变速恒频风电系统最大风能追踪控制    肖运启;徐大平;吕跃刚;

基于闭环增益成形的风力发电转速鲁棒控制    赵林坤;樊绍胜;

自抗扰控制技术在变速恒频双馈风力发电系统中的应用    周雪松;李超;马幼捷;李季;于阳;

MW级风力机变桨系统扰动力的仿真研究    邱少军;蒋仕龙;楼云江;李文博;刘超川;胡旭光;

积分模糊滑模控制在变速风力发电机组中的应用    杨锡运;刘欣然;

风力机叶片变浆控制的扭转载荷分析    芮晓明;郑辉;王伟;黄浩然;

变频器调速系统在煤矿高强皮带中的设计及应用    李双双;

穴盘苗全自动移栽机取苗部件的设计    韩绿化;毛罕平;丁文芹;孙磊;吴福华;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

无刷双馈电机建模及智能控制策略研究    邵宗凯

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

风能转换系统的分析、控制与优化方法研究    吴定会

浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究    张大海

江苏省沿海潮间带风电产业综合评价研究    严晓建

大型风电机组变桨距控制策略研究    王哲

永磁式直驱风电机组控制技术研究    刘颖明

双馈风电机组模型预测控制研究    井艳军

大型风电叶片结构设计方法研究    马志勇

基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究    王立飞

小尺度注塑件浇道自动剪切装置研制    赵春雨

吉林省洮南风电场选址及长远发展分析    陈海清

装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析    夏云清

兆瓦级风机变桨系统研究    李文博

城市二次供水智能控制系统的研究与开发    孔祥伟

4200立辊轧机主传动系统扭振研究    王建勋

宽频调速系统设计及精度分析    史大伟

异步电机矢量控制系统研究与实现    李志武

风力发电机偏航控制系统的研究    金长生

风力发电机两种主要机型的对比    陈秋明;李红梅;

双馈异步风力发电机建模与仿真研究    张照彦;马永光;

基于能量传递函数法的风电机组液压变桨距系统的建模及仿真    刘玮;董慕杰;张小勇;万伟;

变速恒频风力发电机组建模与仿真    李晶,王伟胜,宋家骅

国外风力发电导则及动态模型简介    雷亚洲,Gordon Lightbody

固定式机翼的仿生研究    傅一凡;

风力发电机组控制技术的研究    武卫平;沈滨;

风力发电系统中双馈异步发电机的仿真研究    黄凯;王斌;

变速恒频双馈异步风力发电机建模与仿真研究    王兴武;张照彦;武永利;

水平轴风力机翼型动态失速特性的数值研究    陈旭,郝辉,田杰,杜朝辉

风力发电机偏航控制系统的研究    金长生

交流励磁风力发电系统及其控制策略研究    卢洪锋

风力机模拟系统的仿真与实验研究    王颖

小型木质风力发电机叶片的设计与数控加工技术研究    周恒

水平轴风力机专用翼型族的设计及其气动性能研究    李宏利

双馈感应风力机变桨距控制的研究    钟志明

水平轴风力机数值模拟研究    隋建华

海鸥翅翼气动性能研究及其在风力机仿生叶片设计中的应用    华欣

支持向量机增量学习算法研究    李凯,黄厚宽

键合图在液压系统建模和仿真中的应用    冯海明

渐开线行星齿轮减速器虚拟样机    田竹友,冯荣坦

基于ADAMS的多级齿轮传动系统动力学仿真    洪清泉,程颖

我国风力发电产业发展前景与策略    周鹤良;

我国风力发电机组总装企业现状    祁和生;

永磁同步电机风力发电系统的自寻优控制    闫耀民,范瑜,汪至中

几种变速恒频风力发电系统控制方案的对比分析    马洪飞,徐殿国,苗立杰

风力机的MATLAB模型及其应用    张小芳,王爱龙,田俊梅

RV传动输出机构的刚性误差分析    徐永贤，何卫东

我国风电场将进入大规模发展时期    施鹏飞;

利用清洁发展机制促进我国风力发电产业的发展    张希良;汪婧;顾树华;

变桨距风力发电机组液压系统设计时应考虑的几个问题    罗瑞合;

某火炮自动供输弹系统和全炮耦合的发射动力学研究    石明全

大型风力发电机组的智能控制研究    张新房

大型风力机变桨距控制技术研究    林勇刚

基于温度场效应的变速箱系统动态仿真技术研究    王（？）

兆瓦级风电机组变桨距机构及单机控制研究    李强

风力发电机组电液比例变桨距控制系统的研究    刘湘琪

齿轮传动系统动态性能优化分析研究    郑光泽

风力发电变桨距传动及控制系统的虚拟设计    黄朝阳

风力发电机组机械零部件抗疲劳设计方法的研究    岳勇

风力发电齿轮箱国产化的材料、工艺和结构研究    吴文大

模糊PID控制器的设计研究    李晓丹

主动磁力轴承的模糊PID控制    汤玲

参数化设计与虚拟样机技术在减速器开发中的应用研究    谌先文

兆瓦级同步风力发电机变桨距控制策略研究    张文苑;郑恩让;朱玉国;孟彦京;

电动变桨距控制系统设计与实现    窦真兰;王晗;凌志斌;蔡旭;

MW级风力机变桨距机构的虚拟设计与仿真    高文元;孙涛;王加伟;王现青;马小英;

变速恒频风力机桨叶电液比例控制系统研究    戴赟;王志新;朱亦帆;

基于BP神经网络的风力发电机组变桨距控制仿真研究    杨晓红;葛海涛;

自抗扰控制技术在风电变桨控制系统中的应用    郭峰;白焰;

基于遗传算法PID的风力机变桨距系统电液伺服控制    于振燕;张玮;张立强;

电液比例变桨距风力机节距角变化率研究    林勇刚;李伟;崔宝玲;刘宏伟;

基于LQR方法的风电机组变桨距控制的动态建模与仿真分析    张雷;李海东;李建林;鄂春良;付勋波;

大型风电机组变桨距控制技术的研究    张宪平;

基于神经网络的变速恒频风机变桨距控制    刘青松;岳晋萍;

变桨距风力发电机组的PID控制器设计    张维新;郝雅楠;

1．5MW双馈式变速恒频风电机组设计技术介绍    张大同;

基于INTERBUS总线的兆瓦级风电控制系统设计    王晓华;张兴;

自抗扰控制技术在变速恒频双馈风力发电系统中的应用    周雪松;李超;马幼捷;李季;于阳;

风力发电机组的桨距角滑模变结构控制    杨锡运;刘欣然;

基于执行依赖启发式动态规划的风机变桨控制    安连友;廖碧莲;宋绍剑;林小峰;

风力发电变桨矩机构的改进模型研究    陈建伟;叶林;

某兆瓦级发电机组噪声故障分析    张占一;刘栋;应怀樵;杨金福;

UPR在兆瓦级风电机机舱罩成型中的应用    陈澄;

风叶旋转出最美的歌    本报记者 刘玉　通讯员 耿文茹

打破国外风机的垄断地位    班健

1.5兆瓦风电机组问世    张和平

国内最大兆瓦级太阳能电站在上海试运行    记者 姚雯

追逐风电业的诱人蛋糕    刘昆明

金风科技(002202) 向下空间明显大于投资机会    申银万国

太阳能发电不再自成“孤岛”    徐瑞哲

无污染“电力银行”在沪问世    任荃

全省首个兆瓦级并网光伏电站在武开工建设    焦文席晓喆

湘电向风电领军企业迈进    记者 周月桂通讯员 周卓

大型风力发电机组独立变桨距控制策略研究    张纯明

大型变桨距直驱式风电机组系统建模与控制策略研究    戴巨川

大型风电机组变桨距控制策略研究    王哲

兆瓦级风力发电机组变桨距系统控制技术研究    郭洪澈

风力发电机组建模与变桨距控制研究    高峰

大型风力机变桨距控制技术研究    林勇刚

大型并网风力发电机组控制算法研究    叶杭冶

大型风力发电机组的智能控制研究    张新房

水平轴海流能发电机械关键技术研究    刘宏伟

大型风力机功率控制与最大能量捕获策略研究    孔屹刚

电网友好型机组变桨距控制技术研究    敬章龙

兆瓦级风电机组独立变桨距机构动态特性分析    甄海华

大型风力发电机组变速变桨距控制研究    罗敏

风电机组智能变桨距控制及优化研究    李朝霞

兆瓦级风电机组变桨距控制技术研究    周波

大型风电机组变桨距无模型控制研究    孙成丰

兆瓦级风电机组变桨距控制系统的研究    姜海全

风力发电机电动变桨距控制系统的优化研究    吉小康

大型风力机电动变桨距控制技术研究    程海英

兆瓦级风电机组独立变桨距控制系统研究    马晓岩