利用LMS SWT軟件進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組載荷計(jì)算

摘 要：本文利用LMS SWT 軟件建立風(fēng)電機(jī)組參數(shù)化整機(jī)模型，進(jìn)行Cp 曲線分析、模態(tài)分析和載荷計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與Bladed 軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，為風(fēng)電機(jī)組載荷仿真提供參考。
關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組；載荷計(jì)算；LMS SWT 軟件

　　0 引言
　　風(fēng)電機(jī)組載荷計(jì)算是風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)的第一步，得出的載荷結(jié)果用于作為機(jī)組結(jié)構(gòu)部件強(qiáng)度分析的輸入，因此載荷計(jì)算結(jié)果的可靠性對(duì)風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。目前一般用多體動(dòng)力學(xué)方法建立機(jī)組仿真模型來進(jìn)行風(fēng)機(jī)的載荷計(jì)算，仿真模型中將傳動(dòng)系統(tǒng)簡化為單自由度模型，只考慮傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)自由度而不考慮俯仰等其它方向的自由度，葉片、塔架等機(jī)組結(jié)構(gòu)部件只考慮其質(zhì)量、慣性矩和阻尼等參數(shù)。
　　近年來，由于市場的需求，風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)容量在不斷增加，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)部件尺寸不斷加大。這樣整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)重量增大，系統(tǒng)變?nèi)幔逃蓄l率降低，低頻成分增加；同時(shí)，風(fēng)電機(jī)組的主要部件葉片和塔架屬于細(xì)長型結(jié)構(gòu)體，自身柔度大，極易發(fā)生振動(dòng)；此外，大容量機(jī)組帶來的傳動(dòng)系統(tǒng)剛度降低，使它非常容易受風(fēng)輪振動(dòng)和塔架振動(dòng)的影響。
　　如果還沿用以前的載荷計(jì)算方法，采用過多的假設(shè)條件，考慮的自由度相對(duì)較少，這樣容易導(dǎo)致計(jì)算模型不精確。
　　丟失其它的重要信息，使得載荷計(jì)算結(jié)果不夠精確，從而忽略影響風(fēng)電機(jī)組安全的重要問題。
　　基于以上原因，北京鑒衡認(rèn)證中心聯(lián)合比利時(shí)LMS公司，利用LMS SWT 軟件，采用多體動(dòng)力學(xué)和有限元相結(jié)合的方法，建立非線性的風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)級(jí)仿真模型，并針對(duì)大型風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。
　　本文利用LMS SWT 軟件進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組參數(shù)化建模和載荷計(jì)算，并和Bladed 軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，用以驗(yàn)證利用LMS SWT 軟件計(jì)算風(fēng)電機(jī)組載荷的有效性。
　　1 載荷計(jì)算方法
　　1.1 LMS SWT軟件
　　LMS SWT 軟件計(jì)算版本為SWT V3.2，如圖1 所示。
　　軟件采用基于有限元方法的柔性多體動(dòng)力學(xué)和基于動(dòng)量－葉素理論描述的空氣動(dòng)力學(xué)。有限元方法被延伸到能