[精品論文]關于風力發(fā)電論文風力發(fā)電機論文

畢業(yè)設計課程定做 QQ1714879127關于風力發(fā)電論文風力發(fā)電機論文一種風力發(fā)電機組的發(fā)電機減振設計摘要 風力機的動力源是具有很強隨機性和不連續(xù)的自然風,這就給風力機的運行帶來很多不確定性。論述一種風力發(fā)電機組的發(fā)電機減振設計,分析發(fā)電機支架與主機架采用螺栓連接的特點,為風力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計以減少振動對機組的影響提供一種新的思路,確保風力發(fā)電機組長期安全、可靠地運行。 關鍵詞 風力發(fā)電;柔性連接;發(fā)電機支承 世界能源危機逐步加劇和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,風能作為一種可再生清潔能源,其優(yōu)越性已被廣泛認可。世界風力發(fā)電五強國已將風能視為與化學能、核能同等地位的能源種類。在未來幾年內(nèi)風力發(fā)電會有較大的發(fā)展,國內(nèi)對風電各項相關技術的研究也必將有長足進步。隨著風電技術的不斷發(fā)展,風力機功率不斷增大,為了從風中吸取更多的能量,必須將各個部分設計得足夠大,這對風機的各方面性能提出了更高的要求。風力機各部分的不斷增大就使風力發(fā)電機組的振動被放大,而振動是影響風力發(fā)電機組安全工作和使用壽命的重要因素之一。發(fā)電機則是風電機組振動的主要來源,所以如何降低發(fā)電機振動對整個機組造成不良的影響是非常重要的。 1 普通風力發(fā)電機的減振形式 目前風電發(fā)電機組上對于發(fā)電機的減振大多數(shù)都是采用彈性座腳來實現(xiàn)的(如圖1所示)。 圖1 彈性座腳 在發(fā)電機的四個底腳處分別放置四個專門設計的彈性座腳,使發(fā)電機固定在座腳上,然后將彈性座腳固定在發(fā)電機支架上。 根據(jù)專業(yè)的設計彈性座腳可以消減發(fā)電機產(chǎn)生的70%80%的振動,但對于沖擊載荷和超過彈性座腳能承受的最大振幅還是會傳到發(fā)電機支承上。 2 本風力發(fā)電機組的減振形式 本風力發(fā)電機組是帶增速器的大型風力發(fā)電機組,為了能夠減少增速器振動對整機的影響,傳動鏈上的增速器均采用柔性連接。而且增速器采用懸掛加減振套的形式與主機架相連,這樣最大程度減小了增速器振動對風力發(fā)電機組安全運行的影響。 除了以上增速器的振動,發(fā)電機是風電機組另一個重要的振源。一般的風電機組是用彈性座腳將發(fā)電機與發(fā)電機支承相連接的,雖然彈性座腳可以消除大部分的振動但由于發(fā)電機支承與主機架是剛性連接所以由發(fā)電機引起的振動還是能夠傳到風電機組上的。 為了能夠較好的減小發(fā)電機引起的振動對風電機組造成的危害,本風電機組還采用了發(fā)電機二次減振的結(jié)構(gòu)設計。圖2為本風電機組發(fā)電機支承結(jié)構(gòu)圖,從圖中可以看到發(fā)電機支承采用的是框架結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)既減輕了機體的重量又可以保證要求的強度。 此外為了達到二次減振的目的,發(fā)電機支承架與主機架是采用螺栓連接的形式(如圖3所示)。螺栓相對于聯(lián)接件而言具有柔性,而聯(lián)接件應該是剛性的。因為柔性變形量大,吸收能量的作用強,有利于承受循環(huán)載荷時減低變應力的應力幅,提高疲勞強度,也有利于承受沖擊作用。被連接的構(gòu)件能彈性地整體工作,抗疲勞能力強,適應于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)及需保證連接變形小的結(jié)構(gòu)。 由于本風電機組的發(fā)電機重達10.6t,這就要求發(fā)電機支承與主機架的連接除了要有柔性外,還要有足夠的剛度。螺栓連接緊密,不易松動。擰到預緊力后,在動荷載的長期作用下也不會松動受力性能好,耐疲勞強度高。高強度螺栓聯(lián)接由于作用力由構(gòu)件接觸面間所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞.故螺栓孔附近應力集中程度比較小.而且由于螺栓拉力所引起的壓力有效地出現(xiàn)在孔眼附近,使孔邊的應力甚至會小于計算的平均應力。 圖2 發(fā)電機支承 圖3 發(fā)電機支承與主機架連接 3 螺栓連接的受力情況 多數(shù)情況下螺栓都是成組使用的,設計時,是根據(jù)被聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接件的載荷來確定聯(lián)接的傳力方式、螺栓的數(shù)目和布置。一般來說。擰緊力矩是通過擰緊扳手來施加的,而擰緊扳手力矩T1是用于克服螺紋副的螺紋阻力矩Tl及螺母和與被連接件(或墊圈)支承面間的端面摩擦力矩T2。 T=T1+T2=F0tan(+Pv)kF0d 式中:d螺紋公稱直徑,mm; F0預緊力,N; K擰緊力矩系數(shù); T擰緊力矩; 其中,K=tan(+Pv) 式中:d2螺紋中徑,mm; 螺紋升角; Pv螺紋當量摩擦角; 螺母與被連接件的支撐面的摩擦因數(shù); Dw與支撐平面連接的螺母或墊圈的直徑; d0螺紋外徑。 因此,在確定螺栓大小的情況下。螺栓的軸向預緊力正比予擰緊力矩的大小,其比例系數(shù)就是擰緊力矩系數(shù)k,k的取值較為復雜,很難得到其正確值,此數(shù)據(jù)由高強度螺栓制造商提供,或在安裝前實驗得到。通常k=0.110.15。 4 總結(jié) 從現(xiàn)階段看,焊接和螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)材料和構(gòu)件連接的兩種主要形式。焊接形式結(jié)構(gòu)的剛度比較好可以承載較大的載荷,但柔性較差屬于剛性連接。通過對螺栓連接受力情況的分析,在螺栓材料和大小選擇合適,預緊力計算合理的情況下,螺栓連接完全可以代替焊接承受發(fā)電機的載荷。而且螺栓連接的被連接板件按彈性體受力,使發(fā)電機支撐架與主機架之間成為彈性連接。這樣就達到了對發(fā)電機振動的二次減振的效果,為風力發(fā)電機組長期可靠的工作奠定了基礎。 參考文獻 1孫永崗.風力發(fā)電機組螺紋聯(lián)接的探討J.工程與技術,2009,4:311-316. 2靳建順,劉春峰等.高強度螺栓聯(lián)接分析和計算J.煤礦機械,2009,9(30):28-33. 3嚴統(tǒng)迅