風電機組滑動式偏航系統動力學分析

　　一、偏航驅動力矩
　　從圖 7 中各工況下偏航驅動力矩的對比中可以看出，由于工況 2 為湍流等級為 C 級的湍流風，而工況 1 為普通陣風，從圖 7a 可明顯看到偏航總驅動力矩的波動情況，可見湍流風對風電機組偏航總驅動力矩影響很大。工況 1、工況 3 和工況 4 的偏航驅動力矩幅值基本是相同的，但由于工況 3 偏航速度較小，在偏航開始時刻工況 3 偏航驅動力矩較小。不同的偏航速度(圖 7b)和不同的偏航角度(圖7c)下，偏航所需時間是不同的。　　二、減速箱一級太陽輪接觸力
　　從圖 8 可以看出，齒輪碰撞力有明顯的周期性，其變化頻率與減速箱驅動轉速有關，從圖 8a、8c 可以看到，雖然碰撞力幅值不同，但是時域上基本上是重合的，因為其驅動轉速是相同的，但是圖 8b 中，碰撞力的時域上有明顯的差異，可見工況 1 的碰撞力變化比工況 3 碰撞力變化快，即驅動轉速越大，碰撞力變化越急，所以驅動轉速會影響碰撞力的變化頻率。從幅值看，圖 8a 工況 2 下碰撞力的幅值明顯較大，因為湍流風風速隨機變化，導致偏航系統的負載出現幅值大范圍波動。　　結語
　　本文在考慮風載荷和偏航摩擦阻力矩的影響下，建立滑動式軸承風電機組偏航系統及偏航驅動偏航減速機工作過程的動力學模型，并基于 ADAMS 軟件對構建的動力學模型進行仿真分析。結果表明 ：
　　(1)從分析結果來看，對于風電機組偏航系統來說，影響最大的因素是風況，在陣風情況下，偏航系統的驅動轉矩幅值波動均勻，影響不大，但是在湍流風況下，偏航系統的驅動轉矩卻出現很大的波動。
　　(2)從一級太陽輪 Y 向碰撞力的變化情況來看，湍流風對其幅值影響很大，較其它三種工況，其幅值波動情況更加不穩定，且最大值明顯大于其它三種工況，這對減速箱實際工作來說，會使減速箱受到更大的負載，增加齒輪的破壞機率 ;對偏航系統來說，偏航角度對偏航驅動轉矩和減速箱齒輪碰撞力的影響較小。
　　(3)在同等風況下，不同偏航參數的偏航運行時，偏航系統內部控制器可以實現調節偏航驅動轉矩的作用，使之受載更加均勻穩定。
　　(作者單位：王明：大唐(赤峰)新能源有限公司;安利強、張家旗、張志強 ：華北電力大學能源動力與機械工程學院)