風(fēng)力機(jī)葉輪—塔架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的穩(wěn)定性分析.pdf

1、近年來綠色的可再生能源的開發(fā)和利用越發(fā)受到重視,而風(fēng)能是其中最經(jīng)濟(jì)的綠色能源。在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性已經(jīng)成為其主要發(fā)展方向。風(fēng)力機(jī)主要布置在低震區(qū)的開闊地,這些地區(qū)的陣風(fēng)水平比較高,因此,相比之下,作用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載更易于引起人們的關(guān)注;因而對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的抗風(fēng)研究就具有極為重要的意義。通過對(duì)結(jié)構(gòu)體的抗風(fēng)性能研究以避免在強(qiáng)風(fēng)作用下葉片的斷裂或塔架的傾倒。在傳統(tǒng)研究中大多忽略了極限風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,然而實(shí)際上,

2、考慮不同風(fēng)況對(duì)風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)的影響是十分必要的。風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析是其穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)。本文以1500KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例,分別建立了葉片和機(jī)艙以及葉片—塔架的有限元模型。然后運(yùn)用ADINA軟件分別對(duì)其進(jìn)行了穩(wěn)定性分析、模態(tài)分析和動(dòng)力分析,計(jì)算出風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的應(yīng)力、應(yīng)變及位移等狀況,對(duì)其動(dòng)力特性進(jìn)行總結(jié)。通過以上研究工作,可以得出以下結(jié)論:(1)本文以金風(fēng)70/1500型號(hào)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象,利用SolidWor

3、ks軟件做出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的計(jì)算模型,然后導(dǎo)入ADNIA中做網(wǎng)格劃分及后處理工作。(2)通過對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)以及葉輪的模態(tài)分析,對(duì)比葉片頻率和塔架頻率判斷結(jié)構(gòu)能否產(chǎn)生共振,驗(yàn)證風(fēng)輪以及塔架滿足結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)要求。(3)在極限風(fēng)速工況下,根據(jù)葉片和塔架的應(yīng)力情況來校驗(yàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)度、剛度是否在許用范圍之內(nèi)。計(jì)算結(jié)構(gòu)的最大位移值及出現(xiàn)位置,得到塔架穩(wěn)定性的控制指標(biāo)。(4)在三種風(fēng)速(3m/s、11m/s、25m/s)工況下對(duì)葉片進(jìn)行動(dòng)力分