风电机组滑动式偏航系统动力学分析

　　一、偏航驱动力矩
　　从图 7 中各工况下偏航驱动力矩的对比中可以看出，由于工况 2 为湍流等级为 C 级的湍流风，而工况 1 为普通阵风，从图 7a 可明显看到偏航总驱动力矩的波动情况，可见湍流风对风电机组偏航总驱动力矩影响很大。工况 1、工况 3 和工况 4 的偏航驱动力矩幅值基本是相同的，但由于工况 3 偏航速度较小，在偏航开始时刻工况 3 偏航驱动力矩较小。不同的偏航速度(图 7b)和不同的偏航角度(图7c)下，偏航所需时间是不同的。　　二、减速箱一级太阳轮接触力
　　从图 8 可以看出，齿轮碰撞力有明显的周期性，其变化频率与减速箱驱动转速有关，从图 8a、8c 可以看到，虽然碰撞力幅值不同，但是时域上基本上是重合的，因为其驱动转速是相同的，但是图 8b 中，碰撞力的时域上有明显的差异，可见工况 1 的碰撞力变化比工况 3 碰撞力变化快，即驱动转速越大，碰撞力变化越急，所以驱动转速会影响碰撞力的变化频率。从幅值看，图 8a 工况 2 下碰撞力的幅值明显较大，因为湍流风风速随机变化，导致偏航系统的负载出现幅值大范围波动。　　结语
　　本文在考虑风载荷和偏航摩擦阻力矩的影响下，建立滑动式轴承风电机组偏航系统及偏航驱动偏航减速机工作过程的动力学模型，并基于 ADAMS 软件对构建的动力学模型进行仿真分析。结果表明 ：
　　(1)从分析结果来看，对于风电机组偏航系统来说，影响最大的因素是风况，在阵风情况下，偏航系统的驱动转矩幅值波动均匀，影响不大，但是在湍流风况下，偏航系统的驱动转矩却出现很大的波动。
　　(2)从一级太阳轮 Y 向碰撞力的变化情况来看，湍流风对其幅值影响很大，较其它三种工况，其幅值波动情况更加不稳定，且最大值明显大于其它三种工况，这对减速箱实际工作来说，会使减速箱受到更大的负载，增加齿轮的破坏机率 ;对偏航系统来说，偏航角度对偏航驱动转矩和减速箱齿轮碰撞力的影响较小。
　　(3)在同等风况下，不同偏航参数的偏航运行时，偏航系统内部控制器可以实现调节偏航驱动转矩的作用，使之受载更加均匀稳定。
　　(作者单位：王明：大唐(赤峰)新能源有限公司;安利强、张家旗、张志强 ：华北电力大学能源动力与机械工程学院)