隨機(jī)風(fēng)速下風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、幾百年來(lái)，石油、天然氣等礦物質(zhì)能源促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展，然而，伴隨著對(duì)能源的利用，地球的生態(tài)環(huán)境也遭到極大的破壞。為了保證人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)紛紛開始投入到對(duì)新能源的開發(fā)利用中來(lái)。其中，利用純凈無(wú)污染且儲(chǔ)量豐富的風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)已相當(dāng)成熟，并發(fā)揮出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般都安裝在高山、海邊等風(fēng)能充足的地方，維修和保養(yǎng)比較困難，因此對(duì)其可靠性提出了很高的要求。但是，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，部分風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組故障率較

2、高，其中，由齒輪箱失效引起的故障占到了一半以上。因此，為了提高系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠性，本文以某1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱為研究對(duì)象，在充分考慮隨機(jī)風(fēng)速引起的動(dòng)態(tài)外載荷情況下，對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下:
　　確定齒輪箱的基本傳動(dòng)形式與各級(jí)傳動(dòng)的具體結(jié)構(gòu)，建立其物理模型。在剛性體基本假設(shè)下，建立兩級(jí)行星傳動(dòng)和高速級(jí)平行軸傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程，根據(jù)耦合條件，得到系統(tǒng)的二階動(dòng)力學(xué)微分方程，建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析模型，并仔細(xì)討論了模型中涉

3、及的各主要參數(shù)。另外，對(duì)系統(tǒng)的外部激勵(lì)進(jìn)行了分析，根據(jù)IECKAI風(fēng)速模型，得到50s內(nèi)的風(fēng)速時(shí)間歷程，綜合修正的風(fēng)能利用系數(shù)，得到系統(tǒng)的輸入轉(zhuǎn)矩曲線。
　　基于虛擬樣機(jī)技術(shù)和有限元分析方法，對(duì)齒輪系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析，在驗(yàn)證仿真模型正確性的基礎(chǔ)上，得到系統(tǒng)的輪齒間動(dòng)態(tài)嚙合力和動(dòng)態(tài)軸承力。對(duì)結(jié)果分析表明，軸承力受外載荷影響的作用明顯，隨載荷的變化具有相同的變化趨勢(shì)，另外發(fā)現(xiàn)，兩級(jí)行星輪系所受力矩大于平行軸傳動(dòng)，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)更容易