内、外混合激励下风力机主传动系的扭振响应分析

张建宇 ，李加军 ，杜晓钟 ，胥永刚

（1.北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室，北京 100124；2.北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心，北京 100124；3.太原科技大学机械工程学院，山西 太原 030024）

1 引言

由于我国面临的环境污染和能源枯竭问题日益严峻，作为一种清洁能源技术，风力发电近年来获得了长足发展。其中，双馈型机组由于发电效率高，因而赢得了更多的市场青睐。但是，随着机组功率不断提高，机组结构愈发庞大，结构内部的耦合效应更为突出，加之变速变载、极端风况等因素的影响，机组内部的振动问题日益凸显，由此诱发的传动链故障对机组安全运行构成了严重威胁。因此，如何准确描述风电机组内部，特别是主传动系统的动力响应特征，是当下的一个研究热点。

长期以来，众多的国内外学者都对风力发电机的动力学行为给予了重点关注。文献[1]为了研究怎样减小传动链各部件的机械应力，建立了一个风力机传动链的两质量块模型，并采用仿真和试验结果验证了模型的正确性。文献[2]建立了三种不同的风力机行星齿轮箱的模型（包括刚性模型、柔性多体模型和纯扭转模型），利用有限元和实验方法对其进行了研究。文献[3]采用集中质量法建立了风力机传动链耦合动力学模型，模型中考虑了柔性支撑，通过仿真计算获得了风力机各齿轮的振动响应特征。文献[4]首先求解了风力机齿轮传动系统在随机风作用下的动力学特性，然后对其可靠性进行了分析，但是建立的模型结构较简单，只能对实际情况进行近似求解和预测。……