风力发电机偏航加速度瞬时异常的研究.docx
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1、摘要:为研究风力发电机在偏航时候的加速度超限问题,以机械爬行现象为切入点,研究了偏航过程中的机械爬行,液压油缸运转受阻,制动抱死等方面,通过分析得出了偏航加速度异常的原因。研究表明:可以通过减小机械爬行,并结合防刹车抱死的方法减少偏航加速度异常的发生。关键词:机械爬行;偏航加速度;风力发电引言为了使风机的桨叶转子工作时始终朝着风向,大中型风力机一般采用电动的偏航系统来调整风轮。为了防止风机在偏航的过程中过度摇摆,当偏航电机转动的时候,液压刹车系统的偏航余压一般在15-25Bar之间,当偏航电机停止转动时,液压刹车系统处于刹车状态。在偏航过程中,经常出现两个问题,一是偏航加速度略超限,二是存在偏
2、航异响。而且这两种现象经常同时存在,长期困扰着风机的运维工作,尤其是加速度超限可能危及风机的强度、刚度和稳定性。本文所研究的加速度超限是指不确定的小量超限,时而超限,时而又自行消失,不专门针对明显的大数值超限(大的超限容易排查)。1.偏航加速度超限原因分析1.1 机械运动中的爬行现象爬行是机械振动中自激振动的一种形式。出现在滑动摩擦副中,从动件在匀速驱动和一定摩擦条件下产生的周期性时停时走或时慢时快的运动现象。爬行大多在低速时出现,轻度爬行表现为肉眼所不能察觉的振动,爬行显著时表现为较大距离的跳动。每一个爬行周期都分两个阶段:一个是能量的贮存,另一个是能量达到临界值时的立即释放。正是这种能量的
3、不确定性的贮存与释放扰乱了偏航驱动力的稳定性,使得正常的偏航运动出现不规则的偶然异常,如图1所示,在短时间内,Y向的偏航加速度出现了少量超限,瞬时达到0.15g(lg=9.8ms2)0图1Y向偏航加速度瞬时超限1.2 刹车抱死就刹车原理而言,偏航制动与汽车的碟刹大同小异。刹车抱死是车轮的制动器常出现的问题,在停车的过程中,即便是最后比较轻的踩刹车也会在停止的一刹那产生明显的带有不舒服的晃动,这通常是瞬间抱死的造成的,而这一刻的瞬时加速度则高于停车过程的平均加速度。造成抱死的原因除了制动力矩过大之外,制动器活塞不回位或者回位不良也会造成抱死,比如密封圈选择材质性能不良或者密封圈和卡钳内径和卡钳活
4、塞三者尺寸配合不良,造成方形密封圈回位量过小,从而导致车轮拖滞甚至抱死,这类问题一般为设计问题。2、引起爬行的原因爬行和防爬行问题一直是机械工程中研究的课题之一,引起爬行的原因很多:如法向载荷过大,滑动系统弹性元件刚度较小,滑动摩擦副之间静-动摩擦力之差较大,摩擦系数和相对滑动速度曲线具有下降特性等。2.1液压系统引起的爬行偏航刹车采用液压制动,液压系统中不可避免的会混入空气。当液压油被缩时,油液中的空气因压缩性大,使得运动件暂时维持原有运动状态(停止状态),只有当空气被压缩到一定程度时,才能有足够的力来克服运动件的惯性力而使运动件启动。当液压系统停止工作后,由于惯性作用,运动件并不会立即改变
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