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新型风电偏航驱动减速机减振降噪机理与仿真分析

张彬

  近年来,兆瓦级风电机组已发展成为利用风能的主流风电设备。而对兆瓦级风电机组起偏航作用的偏航驱动减速机往往存在振动噪声较大,可靠性较差以及寿命不长等缺点,直接影响兆瓦级风电机组的运行性能和周边的环境。因此,如何有效确定体积、重量、强度和刚度将有望成为从技术上解决新型风电偏航驱动减速机振动噪声、寿命和可靠性等问题的一种有效措施。 为此,本文以国家“十一五”科技支撑计划重点项目[2006BAJ04B04]为依托,针对新型风电偏航驱动减速机的振动噪声产生机理,考虑额定工况下行星齿轮和活齿销对箱体的动态激励对风电偏航驱动减速机系统进行动力学仿真分析、模态分析、振动响应求解、辐射噪声预测和板块贡献量分析,并以此为基础进行偏航驱动减速机的减振降噪研究,论文的主要工作和创新点如下: (1)分析了风电偏航驱动减速机的传动机理、振动噪声激励以及传动系统的主要激励情况,找出了风电偏航驱动减速机振动噪声的主要激励,并提出了风电偏航驱动减速机减振降噪的研究思路。 (2)建立了新型风电偏航驱动减速机动力学模型和进行了动力学仿真,得到了输入、输出转速、齿轮动态啮合力和活齿销接触力的时域规律,仿真结果表明,活齿销的最大工作应力小于材料的许用应力,满足强度要求。 (3)在模态分析理论和动力学仿真结果的基础上,建立了减速机箱体的有限元模型,并对箱体进行了模态分析以及基于模态的强迫响应分析,结果表明:箱体的振动速度频率响应曲线峰值频率主要位于低频带,输入端的振动速度比较大,但额定工况下新型风电偏航驱动减速机箱体仍然不会发生共振现象。 (4)采用箱体的振动速度定义速度边界条件,分别利用直接边界元法和ATV法对偏航驱动减速机箱体进行了辐射噪声预测和声学贡献量分析,结果表明,箱体的双联法兰回转外壳和机座为主要噪声来源,并可通过结构改进措施实现新型风电偏航驱动减速机的减振降噪。……   
[关键词]:偏航驱动减速机;虚拟样机;仿真;模态分析;噪声预测;减振降噪
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:湖南大学2011年
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