风力发电机转子有限元仿真分析

基于虚拟样机仿真,建立大型风力发电机转子三维模型,应用Nastran仿真系统对转子圆锥支撑方式和筋支撑方式结构进行强度和刚度分析,并对转子支架结构以铸铁件代替焊接件进行可行性分析,仿真分析结果表明:圆锥支撑形方式比筋支撑方式的应力和位移小;转子支架用铸铁件形式比焊接件形式的应力、位移都小些.仿真结果对转子结构优化具有指导意义.     

采用瞬态传递矩阵法分析复杂转子系统碰摩故障

采用Raccati传递矩阵和Newmark β法相结合的瞬态传递矩阵法分析碰摩故障转子系统的瞬态和稳态响应,用多次迭代的方法确定瞬时碰摩力的精确值·该方法能够分析多盘、多跨转子系统等复杂的非线性转子系统的碰摩故障,并且可以同时考虑陀螺力矩、非线性油膜力等多种因素的影响·最后利用本方法分析了一个含有非线性碰摩刚度的局部碰摩故障双跨转子系统的运动,发现了其中的拟周期、混沌等丰富的非线性现象,验证了本方法的可行性·     

瞬态传递矩阵法分析热弯转子系统的热碰摩故障

为了揭示热弯转子系统的瞬态热碰摩动力特性,采用Riccati传递矩阵和Wilson-θ法相结合的方法,建立了瞬态传递矩阵法的非稳态热碰摩动力学方程.对多盘转子热启动过程中的非稳态热碰摩进行了数值计算与分析,模拟了稳态温度场下热弯转子的点碰摩与偏摩故障,发现了在不同动、静件间隙下由于不平衡力作用和热弯曲引起的非稳态热碰摩的一些动力特性.为避免和克服这种危险工况,改进转子系统运动稳定性提供理论与计算依据.     

基于UG的发电机转子三维实体建模

转子是发电机最重要的部件,转子的性能将直接影响发电机的工作效率和长期安全运行。对发电机转子进行仿真分析并研究其各项性能,是进行发电机性能分析和结构优化设计的基础工作。本文以南阳防爆集团QFW-25-4型发电机为研究对象,详细介绍了基于UG软件平台的转子三维建模的过程、方法和技术,在精确建立该机型转子三维实体模型的同时为下一步进行的仿真分析打下基础。     

基于Maxwell的双馈风力发电机的建模与仿真

为优化双馈风力发电机模型,提出了一种基于Maxwell双馈风力发电机建模与仿真的方案.以1.5MW的双馈风力发电机为例,首先利用Maxwell中RMxprt模块对电机建立模型,并导入二维界面生成Maxwell 2D模型,然后利用Maxwell 2D进行瞬态有限元分析,通过提取数据分析比较空载和负载两种不同状态下转子磁链特性、三相感应电压的变化情况.仿真结果表明:双馈风力发电机负载和空载运行时转子磁链和三相感应电压成正比关系,且负载时感应电压波动较明显.仿真结果为进一步研究双馈风力发电机提供了理论支持.     

基于传递矩阵与有限元法对陶瓷电主轴转子动态特性的分析

目的求解170SD30-SY无内圈陶瓷电主轴转子的固有频率,分析转子动态特性.方法利用Prohl传递矩阵法、有限元法对陶瓷电主轴转子进行了固有频率的计算和仿真分析,并绘制位移与频率、刚度与频率曲线,对陶瓷电主轴转子动态特性进行分析.结果通过Prohl传递矩阵法求解的结果与有限元仿真结果对比,固有频率误差最大为12%,有限元分析得出转子前四阶振型,主轴前端振动范围及刚度与固有频率的变化趋势,从而便于研究预紧与振动之间的关系.结论通过计算与仿真验证,证实两种方法的可行性及有限元法便于求解分析,得出陶瓷电主轴的固有频率高于普通钢轴,增加刚度有利于固有频率的提高,为陶瓷电主轴转子的动态特性分析提供充分依据.     

兆瓦级永磁直驱风力发电机瞬态场分析

永磁直驱风力发电机是风力发电的中核心装备,其设计分析具有重要意义.分析了永磁同步电动机转子磁极结构和永磁材料性能,利用Ansoft软件对兆瓦级永磁直驱风力发电机进行瞬态场电磁分析.得到了空载、负载运行时永磁直驱风力发电机磁场分布.为永磁直驱风力发电机的设计提供有效参考.     

大型风力发电机输出功率建模方法

输入风速的变化特点直接影响着风力发电机输出功率建模.采用非线性最小二乘法和差分进化算法计算参数,结合具备较高精度的启发式算法寻优构建,运用Logistic函数进行大型风力发电机输出功率建模研究,并对比分析不同方法对应风力发电机输出功率模型的建模精度.结果表明：非线性最小二乘法更适合所提模型参数计算,传统输出功率模型高精度源于模型中人为定义的额定功率值,Logistic函数输出功率模型无需人为定义额定功率值,在相同条件下该输出功率特性模型建模精度较优.     

基于传递矩阵法的电主轴动态特性分析

针对电主轴的结构特点,利用Prohl传递矩阵法对其进行了简化建模,建立了传递矩阵方程。以某型电主轴为例,求解出轴系的固有频率和临界转速,得到其对应的主振型图。分析结果表明该电主轴具有良好的动态特性,可以满足加工需要。     

复杂海况下风力发电机建模与动态特性仿真分析

考虑到海上风力发电机可能会受到冰载荷的影响,将随机冰力函数模型添加到风力发电机模型中,利用莫里森方程模拟海浪作用,建立复杂海况下多体动力学联合仿真模型,进行多场耦合作用下的风力机动力学特性分析,以此评估风力机系统在复杂工况下的运行风险。结果表明:风力机塔顶位移的波动主要受风载的影响;波浪、海冰对塔基载荷性能影响较大,会使塔筒产生持续振动并引发疲劳破坏,风冰联合作用时振动更为剧烈;由于海冰的持续撞击作用会使塔基载荷普遍大于无海冰作用情形,因此,针对海冰工况下风力发电机的设计要有所修正及完善。     

基于传递矩阵法的高压气井生产管柱固有频率分析

通过分析油田气井内高压、高速天然气流动诱发的生产管柱振动,建立了考虑天然气流速、压力、管柱轴向力以及重力的高压气井生产管柱面内振动八方程模型。使用传递矩阵法,系统分析了天然气流动效应和管柱轴向力对管柱固有频率的影响;并求解生产管柱以及弯曲管柱面内振动的固有频率;同时建立了一种近似计算重力管柱固有频率的新方法。通过实例研究表明,随着天然气流速、压力、管柱轴向力等参数的增大,生产管柱固有频率逐渐减小,直至失稳。天然气压力、管柱轴向力以及重力对系统固有频率影响较大;而实际开采过程中天然气流速对系统固有频率的影响较小;弯曲管柱前两阶固有频率随流速增大出现耦合模态颤振现象。     

基于传递矩阵法的振动压实系统动力学分析

振动压实系统在工作过程中,物料受到压实作用而发生弹塑性形变,因而该系统的弹性回复力与位移关系呈现非线性与滞后性.为研究振动压实系统的动力学问题,建立了带有分段曲线不对称滞回环的二自由度系统模型,采用传递矩阵法求解该模型,对该模型中各单元的状态进行相关的数学描述,同时利用仿真软件对数据进行分析,得到的数据与传递矩阵方程的计算结果基本吻合.这表明所提出振动压实系统的传递矩阵模型接近实际情况,对相关系统的动力学分析具有参考价值.     

小型风力外转子永磁发电机试验台研发

为了测试小型风力外转子永磁发电机的性能,研制了外转子永磁发电机试验台。该永磁发电机试验台硬件部分主要由驱动装置、检测装置以及其他辅助装置组成;软件部分负责数据采集、数据处理以及数据分析。永磁发电机由三相异步电动机驱动,通过变频方式来调节转速,以此模拟永磁发电机在不同风力情况下的工况。实例测试和分析表明:该试验台可以满足功率400 W、转速250 r/min以下的小型外转子永磁发电机的性能测试需求。     

基于整体传递矩阵法的直齿啮合耦合单元传递矩阵研究

对齿轮传动系统各转子间齿轮啮合效应进行了动力学分析,根据拉格朗日方程和达朗伯原理建立了系统的动力学方程,推导出平行轴直齿圆柱齿轮啮合耦合单元传递矩阵,进而建立了系统的整体传递矩阵,并编程代入整体边界条件求出了多转子轴系的临界转速.     

笼型异步风力发电机转子电阻辨识与仿真

针对笼型异步风力发电机,采用扩展卡尔曼滤波器即线性化的滤波算法来估测电机的转子电阻 Rr。该方法通过检测笼型异步风力发电机的定子电压、电流及转速,在线辨识转子电阻,Matlab/Simulink仿真表明,该方法可准确、快速地辨识出转子电阻。     

双馈风力发电机的建模与故障状态研究

目前,双馈电机在风力发电中得到大量应用,双馈电机的建模和故障研究对于风机的故障诊断有重要的参考价值.文章首先介绍了一种针对双馈电机的矢量控制方法,并在PSCAD/EMTDC中建立了包含两台双馈电机的馈线测试模型,用以模拟含风机的电网系统.同时对系统中一台风机出现部分失磁、全失磁故障进行了仿真,研究分析了故障出现到故障切除整个过程中风机自身的暂态性能以及对整个系统的影响.     

基于 PRO/E 的风力发电机叶片复杂曲面建模

以涡流理论为基础,基于点坐标的空间几何变换理论,按照风力发电机叶片设计的实际过程,对风力发电机叶片的空间截面坐标进行求解,提出了一种通用设计方法,并运用 PRO/E 软件,实现了风力发电机叶片三维实体的精确建模.该方法对于风机的优化建模具有指导意义.     

基于振动分析的风力发电机故障诊断方法

随着社会的不断发展,风能作为一种可以再生的清洁型新能源,在能源危机和环境污染日益严重的今天,具有着巨大的发展空间和环保力。所以近年来风力发电在电力市场中占有的比例日益增高,但是风电机组高额的运行维护成本在很大程度上限制了风电产业的经济效益,风力发电装置的运行环境恶劣,复杂多样,传统的人工维修成本既高昂又易发生安全问题,因此,关于风力发电机的故障诊断方法的研究意义重大。     

传递矩阵法解连续梁

本文引用传递矩阵法解连续梁。用矩阵形式表达梁的内力和变形,导出各种载荷下的跨间传递矩阵和结点矩阵,并用矩阵形式求解,使结果变得程序化。