基于柔性支撑的风机传动链动态特性研究

张盛林，朱才朝，宋朝省，黄华清

(重庆大学 重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆　400030)



基于柔性支撑的风机传动链动态特性研究

张盛林，朱才朝，宋朝省，黄华清

(重庆大学 重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400030)

为了获得高空的风力资源，风力发电机组大多安装在100 m的塔架上，在变风向与变载荷等恶劣工况共同作用下，塔架的柔性使得风机传动链受力变形复杂，成为风机的薄弱环节。以三点支撑风电机组为研究对象，将塔架考虑成柔性体，利用有限元法提取支撑塔架三个支撑接合部处参数，建立基于柔性支撑风机传动链耦合动力学模型，得到传动链的固有特征。其第一阶次和第二阶次固有频率分别对应塔架的摆振和传动链的扭振，利用坎贝尔图得到传动链的潜在共振频率，通过计算模态能量，对潜在共振点进行识别，得出1.55 Hz为传动链的潜在共振频率。通过风场在线监测，跟踪风机主轴振动随转速的变化规律，实测风机传动链共振频率为1.56 Hz，理论计算结果与实验结果基本一致，误差约为1%。

风电机组；传动链；动态特性；柔性支撑；耦合分析

风力发电机组分为水平轴式和竖直轴式两种类型，其中又以水平轴式风电机组为主。水平轴风电机组的共同点为从叶片到主轴，再到齿轮箱的整个风机传动链都是利用主轴轴承以及齿轮箱的左右扭力臂作为支撑，最后安装在风机塔架的顶端。由于塔架较高，柔性较大，在风场复杂多变的风载下，传动链的受载必定导致塔架的变形，而风机塔架的变形又会使得风机传动链受力变形更为复杂，进而导致传动链故障高发，成为了风电机组的薄弱环节。……