钟灿堂， 李德源， 汪显能， 莫文威， 刘　雄

(1.广东工业大学 机电工程学院，广州　510006; 2.汕头大学 能源研究所，广东 汕头　515063)



大型风力机系统运行模态分析研究

钟灿堂1， 李德源1， 汪显能1， 莫文威1， 刘雄2

(1.广东工业大学 机电工程学院，广州510006; 2.汕头大学 能源研究所，广东 汕头515063)

摘要：针对大型风力机在风轮静止、变速转动下振动模态及变化特点，研究弹性变形、惯性及陀螺效应引起的系统各阶模态变化及对系统气弹稳定性影响。通过研究现有线性特征值分析方法，考虑大型风力机非线性特性及风轮转动所致系统时变特性，基于多体系统动力学理论及混合多体系统HMBS(Hybrid Multi-body Systems)建模方法，结合动力学分析软件ADAMS，分析静止状态整机系统线性特征值问题；考虑构件弹性变形及风轮旋转，用刚性积分方法对系统非线性控制方程进行数值求解，通过傅里叶谱分析方法实现风轮旋转下系统运转模态识别，并讨论、分析系统前十阶模态变化及影响因素。研究结果可作为风力机系统气弹稳定性判据，为避免共振、提高系统运行效率等提供有效的解决手段及分析方法。

关键词：风力机；超级单元；模态分析；气弹稳定性

现代风力机柔性构件如叶片、主轴及塔架在运行过程中产生的较大变形对其气动性能、气弹稳定性影响日益突出[1-2]。风力机静止、运行中的模态(包括频率、振型、阻尼比)及随风轮转速、风速变化会直接影响风力机的气弹稳定性，如叶片相对风轮平面的振动方向对气动阻尼有重要影响[3]。……