摘要：提出一种基于风向预测的新型控制方案,该控制方案涉及一种新颖的控制结构,包含风向预测模型和新型偏航控制。在上述控制结构下,利用基于自回归综合移动平均线的卡尔曼滤波模型来预测风向,同时提出一种基于有限控制集的模型预测控制方法。为证明所提方案的可行性和优越性,开发一种新型偏航控制器并用工业数据进行仿真测试,然后将其性能与工业偏航控制器相比,结果表明新型偏航控制器具有更小的偏航误差,因此增加了最大风力获取能力。

摘要：液体动静压主轴以其高回转精度、高动态刚度、高阻尼减振性和长寿命等性能优势,在高速精密机床领域获得广泛应用,但进一步适应超高速超精密加工需要,发展成为将机床主轴与高速电动机功能从结构上融为一体的液体动静压电主轴,还需解决高速化和结构集成化带来的轴承温升控制和电机性能优化等技术难题,需进一步从机理层面研究轴承特性和电动机高频电磁损耗等科学问题。因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。回顾液体动静压机床主轴轴承技术的发展历史;从轴承油腔结构、节流器、轴颈偏斜、轴瓦弹性变形、轴承副表面形貌、液体惯性效应、热效应、润滑介质可压缩性及非牛顿特性、水润滑动静压轴承等方面,对影响液体动静压电主轴轴承特性的关键技术进行逐一分析和评述;从高速电主轴对电动机几何特性、转速—力矩特性、热特性、振动及噪声特性的要求等角度,全面评述电动机性能的电磁参数设计方法、电磁损耗机理及计算方法和电磁损伤故障防治技术;具体分析动静压电主轴整机特性优化中的关键技术难题;对液体动静压电主轴技术的未来发展趋势进行预测和展望。

摘要：[目的]针对某型永磁直驱风力发电机组机舱几何外形不规则,受载荷复杂、重量较大的情况,需对其进行优化分析与设计。[方法]基于有限元方法,建立了机舱的有限元模型,分析了弯头形机舱的几何结构和主要形状影响参数,并基于分析结果对参数进行优化调整与复核计算。[结果]优化后的机舱最大von Mises应力由181 MPa减小到173 MPa,应力降低了4.4%,满足强度要求,重量由52.7 t减小到45.2 t,重量减少了约14.2%。[结论]研究表明,优化效果明显,为风电机组此类机舱设计与优化方法提供了借鉴和参考。

摘要：由于压电纤维对Lamb波具有良好的方向传感特性,采用类似"应变花"的压电纤维传感器能够实现Lamb波方向检测。针对常见的45°直角形、135°直角形、60°三角形和120°三角形等4种结构形式,开展理论、仿真和实验研究不同压电纤维传感器布置结构对Lamb波方向识别精度的影响。根据压电方程和Lamb波传播衰减特性,理论推导了窄带激励下压电纤维对A0模式Lamb波的传感响应方程,定义基于3根压电纤维响应幅值的误差函数来估计Lamb波方向;利用ANSYS软件开展压电耦合仿真分析获得不同压电纤维传感器的响应信号,并开展了相应的实验测试,采用匹配追踪算法进行信号分解并提取其响应幅值;根据误差函数和响应信号对Lamb波方向进行识别,对比并讨论了仿真和实验误差产生的原因。分析结果表明:4种压电纤维布置结构的识别误差取决于压电纤维长度与布置角度、激励频率、实验压电纤维的粘接等情况;从总体误差大小来看,135°直角形结构方案最优,误差小于4%;60°三角形略优于45°直角形结构,误差小于8%;由于120°三角形结构整体尺寸较大,其识别误差最大,这将为压电纤维传感器结构设计提供了一定的理论依据。

摘要：针对风力发电机组光影影响问题,提出了基于三维空间的光影影响范围计算方法,使计算的风机光影影响范围更贴合实际情况。将风力发电机光影影响区域考虑为椭圆柱,根据风力发电机的经纬度,计算风机各时刻对应的太阳高度角及太阳方位角和光影影响的空间范围。通过判断敏感区域的光影交集情况,计算出风机各时刻的禁止偏航区域,可为风机选址和制定光影影响规避措施提供依据。

摘要：风电轴承包括风电机组的偏航轴承、变桨轴承、主轴承,属于风电机组的关键部件。风电轴承的出厂游隙、摩擦力矩、空载温升是影响其运行性能的重要指标。精确测量轴承的游隙、摩擦力矩、空载温升,可定量分析轴承设计制造的一致性,保证后续装机使用的可靠性;因此,设计一套专用的风电轴承功能测试系统,实现风电轴承的出厂游隙、摩擦力矩、空载温升的测试,可验证风电轴承的设计与制造的可靠性。

摘要：以风力发电机组三列圆柱回转支承的滚子修形为研究对象,基于非线性的弹性接触方程,对建立的轴向、径向滚子-滚道接触模型进行了求解。举例分析了模型中载荷、倾斜角度和滚子修形曲线对滚子应力分布的影响与参数确定,基于轴向、径向滚子受载特点提出分别采用对数修形和相切圆弧两种方法进行修形,可对后续风电回转支承滚子修形设计提供参考。

摘要：在双排四点接触球轴承静力学分析基础上,建立轴承滚动体与滚道间摩擦力矩的数值计算模型,并对载荷工况、轴承几何参数与摩擦力矩之间的关系进行理论分析。分析结果表明,双排四点接触球轴承在较小的倾覆力矩工况下运行,轴承初始接触角约为50°,沟曲率半径系数为0.53~0.54,游隙取0~-0.05 mm,同时选择较小的节圆直径,有利于减小轴承滚动体与滚道间摩擦力矩,降低轴承磨损量,延长轴承使用寿命。

摘要：针对风电机组偏航制动器制动不稳定问题,基于ABAQUS软件开展偏航制动器制动稳定性分析。运用复特征值分析法和不稳定倾向系数TOI值,分析制动压力、摩擦系数、偏航速度、弹性模量以及开槽方式等对制动稳定性的影响。基于全因子试验及Design-expert软件建立不稳定倾向系数TOI值响应面模型,并开展相关参数优化。研究表明:对制动稳定性具有显著影响的因素是摩擦系数、偏航制动缸弹性模量、摩擦片弹性模量;开双槽的摩擦片对制动稳定性影响显著,开单槽影响较小;制动稳定性受制动压力与偏航速度影响很小;参数优化后的偏航制动器制动不稳定系数降低73.7%。该研究结论可为偏航制动器设计、开发提供理论指导。

摘要：为获取某型8 MW海上风电机组塔筒疲劳寿命,开展了风浪载荷联合作用下塔筒疲劳损伤特性分析。给出了塔筒在单位循环时间内不同工况下疲劳损伤度计算方法。基于疲劳损伤线性扩展理论,计算了塔筒在不同工况下的年疲劳损伤度,进而得到塔筒的疲劳寿命。计算结果表明,采用理想S-N曲线时,塔筒的疲劳寿命为31.2年,大于设计寿命25年。分析了平均应力、粗糙度和结构尺寸对S-N曲线的影响。当平均应力修正选取Goodman方法,粗糙度系数取为0.473,尺寸修正系数取为0.639时,塔筒的疲劳寿命为26.7年,下降了14%。计算了不同粗糙度下塔筒的疲劳寿命。计算结果表明:随着粗糙度系数的减小,塔筒的疲劳寿命随之减少,当粗糙度系数为0.287时,塔筒疲劳寿命值约为25年。