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( 许昌许继风电科技有限公司，河南 许昌 461000)

Based on the Finite Element Dynamic Model of Tower Vibration Analysis

YANG Yinkai，LU Xiaoguang，YUE Hongxuan，XU Ming

(XJ-Wind Power Technology Company，Xuchang 461000，China)

基于有限元结构动力学模型的塔架振动分析

杨银锴，卢晓光，岳红轩，许明

( 许昌许继风电科技有限公司，河南 许昌 461000)

Based on the Finite Element Dynamic Model of Tower Vibration Analysis

YANG Yinkai，LU Xiaoguang，YUE Hongxuan，XU Ming

(XJ-Wind Power Technology Company，Xuchang 461000，China)

摘要：为深入了解风机塔架的动态特性，并解决运行过程中的塔架振动问题，研究了塔架有限元动力学方程的建模方法，建立了塔架动力学方程；依据动力学方程，研究了塔架模态的求解方法，得到了塔架基础刚度、塔架质量及塔架刚度对塔架模态的影响趋势，为风机塔架制造、安装过程提供理论参考依据。并依据动力学方程，研究了塔架动力学相应的求解过程，进而设计了基于塔架激励减缓的多目标变桨控制方法，仿真和风场实验结果表明，此方法可有效减小塔架振动告警，减小风机停机次数，从而提高发电量。

关键词：塔架；有限元方法；动力学方程；振动控制；bladed仿真

中图分类号：TM614

文献标识码：A

文章编号：1001-2257(2015)03-0034-05

收稿日期：2014-08-26

Abstract：In order to deeply understand the dynamic characteristics of the wind turbine tower，and solve the problems during the operation of the vibration of the tower. Research on modeling method for tower finite element equations of dynamics，established the tower dynamics equation； based on Dynamics equations，the method to calculate the modal of the tower，tower foundation stiffness，mass and stiffness of tower tower to tower modal tendency，to provide theoretical reference for the wind turbine tower manufacture，installation process.Based on the dynamic equation，the solution procedure of tower dynamics accordingly，and then designed a variable pitch control method based on multi-objective excitation slow tower，wind farm simulation and experimental results show that this method can effectively reduce the vibration of the tower alarm，reduce wind machine downtime，and improve power capacity.

作者简介：杨银锴(1975-)，男，河南许昌人，硕士，工程师，研究方向为电力系统自动化和风机控制；卢晓光(1983-)，男，河南许昌人，硕士，工程师，研究方向为机电一体化。

Key words：tower；finite element method；kinetic equation；vibration control；bladed software

0引言

大型风力机塔架占风力发电机整机成本的很大比重，深入研究塔架动力学过程，是减小塔架制造材料，节约塔架制造成本的关键。在风机塔架由刚性塔架设计向柔性塔架设计转变的时代，研究塔架制造及安装对塔架动态特性的影响十分必要。控制塔架运行过程中的过大振动[3CD*25]，也是进一步减小塔架材料制造用量，增加风机可利用率的关键。……