摘要：为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的损耗模型,并基于有限元建立永磁同步发电机饱和磁链模型、转矩模型和损耗模型。在此基础上,为最大限度地发挥各参数下发电机组的效率潜力,采用非线性效率最优电流分配策略对发电机的控制电流进行优化。最后在发电机电磁约束、齿轮几何和强度约束、连续传动约束条件下,以发电机和齿轮的参数作为优化变量,以永磁同步发电机-齿轮传动系统的总质量和年循环风速工况下的总损耗作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化。该过程优化中嵌套优化,整个过程通过脚本自动化运行,最大程度地降低了系统的损耗和质量,减少了时间成本。基于上述方法对8 MW永磁同步发电机-齿轮传动系统进行优化,优化后系统总质量降低了40.2%,系统年循环损耗减少了461 562.53 kW·h,表明该方法有效地降低了系统的质量且提高了年循环效率。

摘要：提出一种高性能开关磁阻电驱动系统的高效正向协同设计方法,来提高开关磁阻电驱动系统的功率密度,同时降低汽车在典型循环行驶工况下的损耗。首先,建立开关磁阻电机动态转矩模型和径向力模型;然后,建立开关磁阻电机损耗模型,并结合齿轮传动系统损耗模型形成电驱动系统损耗模型,用于典型循环行驶工况下电驱动系统损耗的计算。最后,以机械、电气和控制参数为协同设计变量,以系统的循环行驶工况损耗、质量和转矩波动与径向力脉动为优化目标,采用了双层嵌套优化方法进行优化设计。基于上述方法对12/8级开关磁阻电驱动系统进行优化设计,经协同优化设计后的开关磁阻电驱动系统总质量减轻了19.76%;CLTC-P典型循环工况的系统总损耗减少了42.45%;系统综合效率提升7.66%。

摘要：为实现开关磁阻型风电机组轻量化的设计目标、提高设计效率,提出一种开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统参数集成设计方法。该方法以开关磁阻风力发电机和齿轮传动系统结构参数为设计变量,以系统质量最小为优化目标。基于有限元法计算开关磁阻发电机磁链与转矩特性矩阵。在此基础上,建立开关磁阻发电机非线性动态仿真模型以计算开关磁阻发电机动态转矩,并应用模拟退火算法优化开关角,获得最大发电机转矩,最后采用下山单纯形优化方法迭代发电机-齿轮系统质量,获得满足设计要求前提下系统质量收敛时的设计变量值。该优化过程优化套优化,可最大程度降低系统质量。上述设计流程通过脚本实现自动化运行以提高设计效率,可实现开关磁阻发电机-齿轮系统轻量化参数集成设计。基于该方法,针对8 MW风电机组进行参数设计,并与现有的相同发电容量永磁型风电机组的质量和发电机转矩性能对比。结果表面:通过该方法设计开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统可保证发电机具有良好的转矩性能,同时可有效降低系统质量,且可极大地提升设计效率。

摘要：为满足行星齿轮与滚动轴承集成设计需求,基于多体动力学理论和弹性接触理论,提出一种考虑行星齿轮与滚动轴承动态相互影响且能计算各滚动体接触载荷的行星齿轮-滚动轴承耦合系统动力学建模方法。以风电机组行星齿轮滚动轴承系统为研究对象,构建其耦合系统动力学模型,研究行星齿轮与滚动轴承间的耦合作用机理。研究发现:行星齿轮对滚动轴承动态响应影响显著,受齿轮啮合力影响滚动体接触载荷与轴承偏心轨迹呈高频波动特征,设计时应充分评估行星齿轮对滚动轴承动态响应影响。

摘要：为研究采煤机传动系统在复杂工况下的动态性能,采用MATLAB/Simulink搭建了采煤机截割-牵引耦合系统机电动力学模型,模型中考虑了驱动电机电磁特性、煤层截割阻抗变化、传动系统扭振、时变啮合刚度和齿侧间隙等因素。仿真并分析了系统在启动、滚筒负载突变和截割电机堵转等瞬态过程中的机电动态响应特性,并进行了试验验证。结果表明:在截割电机启动和堵转过程中,电机和传动系统之间发生强烈的耦合作用,导致传动系统出现脱啮、反冲等非线性冲击现象,使系统振动加剧;在设计采煤机传动系统时,截割部应比牵引部取更大的使用系数,高速级应比低速级取更大的安全系数。

摘要：为充分揭示风机传动系统振动的本质特征,以某1.5MW双馈风力发电机为研究对象,采用集中参数法建立了含电机转子-齿轮系-风轮的传动系统动力学模型。通过特征值计算,获得了系统固有频率及模态振型,分析了风轮惯量、发电机输出轴刚度等参数对系统固有频率的影响;综合采用模态动能分布、坎贝尔图对系统的潜在共振转速及风险部位进行了筛查。通过研究希冀为类似传动系统的动态优化和避振设计提供理论支撑。