風能展獨家直播：風電整機傳動鏈動態特性分析—風電機組傳動系統

　　宣安光：大家知道現在的風電傳動系統作為一個動態分析是機組在設計研發過程中需要的一個重要步驟。重慶望江工業有限公司在這個方面做了一些工作。下面請重新望江工業有限公司風電室主任羅明軒先生來給大家做演講，大家歡迎。
　　羅明軒：尊敬的各位來賓，大家好，我來自重慶望江工業有限公司，今天給大家交流的是風電整機傳動鏈動態特性分析，我們設計主管在風場，今天由我代為做演講。在演講前我先簡要介紹一下我們望江公司，我們望江公司隸屬的集團是擁有80當年的企業，我們的產品涵蓋1.5到5兆瓦所有的機型都已通過德國認證。也是首家國內通過GL認證，也是同時通過GL認證最多的風電齒輪箱的廠商。我們的產品主要是面向傳動鏈進行匹配設計。今天我就以五兆瓦為例簡單的介紹一下傳動鏈的動態模型分析。主要分為六個部分。首先目的在風機的壽命設計里面，減少和消除共振是非常重要的。那么由于歡迎和天氣的影響，制約我們需要使用動力學軟件進行仿真模擬，仿真的目的是要找出切入和切出的潛在模擬，最后今后共振風險的評估。分析思路主要是基于GL2010標準，結合多體動力學軟件進行分析。標準的變化也體現了傳動鏈的重要性。相比2003版GL2010更規范了，做了很大的調整。下面這張圖是關于對整機傳動鏈的零部件的建模要求，相比之前要求用彈性體，并且自由度的建模必須要考慮扭轉，走向，彎曲的自由度。那么分析的難度加大了，對我們來說是一個挑戰，我想隨著以后的不斷的深入的研究。以后的標準對于傳動鏈這個部分會要求越來越高。
　　拓撲圖是我們建立整機模型前確立各個零部件之間的關系。只有這個關系清楚之后，對于我們以后的建模會非常有利，這是一個整機傳動鏈的拓撲圖，從葉片到最后的發電機，這是齒輪箱內部的拓撲圖。齒輪箱里面主要是軸承和齒輪的模擬。剛才說了要求我們零部件需要使用柔性體，主要是基于子結構技術定義超單元，輸入子結構，進行子計算。最后利用軟件和有限源的接入程序分成分派軟件所需要的文件。那么，柔性體建完之后我們基于前面的拓撲圖可以很方便，很容易的把整機的傳動鏈模型建立出來，齒輪箱是這里面一個重要的零部件。整機傳動鏈模型建完之后我們只需要改變相應的邊界條件就可以建立不同的分析模型。輪轂我們主要是考慮成剛體，計算它的扭轉剛度，只要施加一個單位扭矩，看扭轉變形就可以知道鋼度值了。
　　整機模型建完之后我們進行頻域分析，首先是進行動平衡計算，主要是對輪轂上的驅動扭矩和發動機轉子和定子之間的反饋扭矩。如何達到動平衡，我們主要是觀察輪轂轉速，這張圖是輪轂轉速的曲線圖，后面的輪轂轉速的趨勢會越來越平穩，這是直觀上可以看出的，速度上可以看出是有變化的，變化的幅度會很小。在小數點后面幾位變化，達到動平衡之后，我們在這個功能下進行一個模態分析。這是模態分析的一個結果的截圖，我們在這里會發現里面的模態接觸會很高，很多，有幾百間，這是因為我們很多的零件考慮成柔性體，釋放了六個自由度。
　　我們還要計算三個比較典型的工況，切入工況，額定工況和切出工況，這張表中我們可以發現頻率是速度轉出的變化而變化，第一個為例切入式是2.042，設定是2.05，切出是2.054所以我們可以以額定工況來表征整個動力性能。