风电传动链非扭矩载荷技术研究

摘要

能源是支持世界经济发展的重要因素和战略资源。人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关。每一次新能源的开发都使人类经济的发展产生质的飞跃。
　　 风能作为一种清洁的可再生能源,具有较好的经济效益和社会效益。但在目前的技术条件下,风力发电与其它发电方式相比还存在劣势。国内风电不管在理论还是应用领域与发达国家还有很大差距。因此,深入研究风力发电技术对于实现风能的持久开发和风电机组的国产化具有重要意义。在风力发电相关技术研究中,由于存在环境、天气等很多因素,不便进行现场测试及试验,因此建立风电试验平台就显得很有必要。
　　 本论文以REPOWER5MW风机为研究对象,同时兼顾浙江运达风电股份公司风力发电系统国家重点实验室5MW整机试验台建设需求,在以前风电传动链全功率试验台研究的基础上,增加了五自由度非扭矩载荷模拟器,因而在实验室的环境下实现了对真实风电轮毂载荷的初步模拟。全文主要内容如下:
　　 第一章阐述了国内外风电发展现状,对国内外风机传动链试验技术进行了调查研究及总结,明确了本论文研究对象和主要内容。
　　 第二章对风力发电的主要原理进行研究,包括风机叶片空气动力学、风机传动链载荷和风机叶片载荷。
　　 第三章以Repower5M风机为原型,综合其它同类型风机参数,描述了典型的陆上5MW风机参数。根据IEC风电规范选择比较典型的风机工况,利用气动弹性仿真软件FAST计算主轴载荷,同时对载荷数据进行时域和频域分析,确定载荷变化规律。
　　 第四章对非扭矩载荷模拟器的机械系统和液压系统进行设计。分析描述了加载器机械结构力作用原理,对加载器的液压系统进行了初步设计建模。利用ADAMS对机械结构进行仿真,同时介绍了加载器的测控系统及其界面设计。
　　 第五章对非扭矩载荷模拟器的应用进行方案设计。讨论了其在风电齿轮箱全功率试验台以及风电整机试验台上的应用,并对试验台重要产品做了阐述.
　　 第六章对全文进行总结和展望,对将来的工作提出一些设想。