基于材料非线性海上风力发电机塔架屈曲分析

塔架结构是海上风力发电机组的支撑结构,其设计水平直接影响设备的安全性和经济性。风力发电机组塔架高度多在90 m～110 m,作为典型的细长薄壳圆柱结构,屈曲稳定性为塔架设计的主要限制条件。通过有限元数值模拟LBA/MNA分析方法,对海上风力发电机组塔架设备临界屈曲载荷进行计算和分析。通过与EN1993-1-6中基于薄膜应力理论的传统工程算法对比表明：由于塔架的材料非线性特性存在,基于有限元的数值模拟屈曲分析方法结果比传统的工程算法更接近于实际情况,且经济性较优,可为塔架结构的屈曲优化提供方向。     

海上单桩风力发电平台简化设计

采用在欧洲已经进行商业化运作的独立桩双段结构，桩基础采用带有过渡段的单桩。塔架上的风力发电机采用丹麦Vestas公司的V80风力发电机。参考DNV-OS-J101和API-RP-2A中的工作应力设计法，进行结构静力、桩基础的承载力，涡激振动、疲劳寿命，结构动力学等分析。静力分析分析极端环境下的组合工况；桩基础主要计算桩的轴向承载力和校核水平承载力，并采用有限元模型模拟桩土相互作用；涡激振动分析主要考虑不同风速下塔架的升力以及引起的横向振动；疲劳分析根据涡激振动分析的结果利用S-N曲线对基础寿命进行了评估；动力学分析求出了结构的固有频率，并进行了波浪力作用下的瞬态历程分析。     

基于漏磁检测的海上风力发电机短路故障诊断技术

海上风力发电机工作环境复杂恶劣，故障频发。文章基于漏磁检测的发电机短路故障识别技术，利用从采集的漏磁信号中提取的故障特征可有效识别发电机正常及故障状态。使用ANSYS有限元仿真软件建立双馈风力发电机模型，分析了发电机在绕组匝间短路故障情况下的内部磁场变化情况以及外部漏磁的情况，发现外部漏磁通会随着短路匝数的增加而变大。     

基于ANSYS的风力发电机叶片的模态分析

利用ANSYS有限元软件建立风力发电机叶片模型,并且对风力发电机叶片进行特定约束,以此求解叶片的静态结构分析和模态分析,并得到叶片的各阶固有频率及相应的变形云图。从而为风力发电机叶片在工作运转时的设计和改进提供科学依据。     

稳定的桩腿液压缸从50米深的水中举起10000t的重量

起重平台“雷神”已经在北海大规模投入使用一年多了.“雷神”这一重约6400t,凭借其1850m2大的露天甲板面积和3300t的载重量成为目前为止最大的德国起重平台.它作为特种设备,用于博尔库姆岛西北100公里处的“Bard Ⅰ”近海风力发电场内约80台风力发电机的安装.这一固定安装的重型起重机有效荷载能力500t,可以在超过百米的作业高度上安装海上风力发电机的塔架、涡轮机和风机.     

海上风力发电站

目前,丹麦正计划在海上建造一座由11台风力发电机组成的大型风力发电站。该电站靠近波罗的海的洛兰岛。发电机的混凝土底座已在离岸1.5～3公里、深5米的海上建成。预计,投产后每年可提供电量1200万度。海上风力发电要比同样的岸上风力发电增加70％费用,而且,相应的设施也较为复杂。由于海上没有任何阻挡,风力较强,风力发电机的地基也不需要太高,因此,把电站建在海上不失为明智之举。     

面向海上风电工程的船舶助航系统设计与实现

为保障海上风力发电机及船舶通航安全,以海上风力发电机为实施载体,设计一种适宜于海上风电工程水域的船舶助航系统。该系统由警示灯模块、雷达应答器模块、AIS虚拟航标模块、颜色标绘模块、远程控制模块等组成。经实践应用表明,该系统可在远距离有效提醒船舶及时避让,特别是能提高夜间或能见度不良条件下船舶驾驶员识别海上风力发电机的能力,可为船舶避让预留充足的决策时间。与传统导助航设施相比,该系统能够多重融合、远近互补,具有较强的实用性和优异的警示性,可有效降低船舶碰撞海上风力发电机的概率。     

风力发电机实时状态监控系统设计

深海和远洋地区蕴藏着丰富的太阳能、风能等新能源。船舶在这些海域航行时,如果能够充分利用这些新能源,不仅可以提高船舶的能源结构,提高船舶的续航能力,而且对于改善船舶的电力系统、动力系统性能有重要的意义。船舶风力发电机组要位于船舶的上层甲板上,借助船舶风力发电机可以利用海上的风能为船舶电力系统提供充足的电力。本文研究的重点是船舶风力发电机的状态监控,研究的主要目的是提高船用风力发电机的可靠性,结合Labview平台,建立了船舶风力发电机的状态监测系统。     

船舶装运风力发电机组的安全分析

为进一步提高船舶装运重大件的安全水平,本文以散杂货船——"如意松"轮载运风力发电机组为例,对风力发电机组的各部件在装运过程中常出现的安全技术问题进行分析与解读;并针对塔架、发电机以及叶片的特性,从货物吊装、货物积载以及货物绑扎等方面提出装运安全的相关建议。     

5MW风力发电机试验架的有限元分析

对5 MW风力发电机的试验架进行有限元分析和各方面性能模拟分析。分析结果表明,有限元法大大减少了设计周期,提高了设计的可靠性。     

深海勘探吊放绞车试验台设计与强度分析

为了实现深海勘探用吊放绞车承载能力、主动升沉补偿能力、制动能力以及关键部件滑轮和缆索的承载能力测试,设计了一种基于塔式配重和液压驱动的组合型绞车试验台。针对试验台塔架的几何结构,分析了其在试验过程中绞车突然制动所承受的冲击载荷,以及塔架的约束情况。基于ANSYS有限元软件,利用梁、壳单元建立塔架有限元模型,对该塔架进行了静态分析,得到了各关键部位的应力、应变分布规律,提出了主要结构设计改进方案。建立的塔架有限元模型以及计算结果能为同类塔架的设计和优化提供理论依据。     

风/柴互补发电陆地并网调试

为了实现中国首台海上风力发电机与海上平台孤立电网的透平发电机组并网发电,用柴油机模拟电网,干式负荷模拟电网负荷进行陆地并网调试.详细阐述了陆地并网调试的过程和方法,分析了调试过程中风/柴的电参数变化,得出了满意的结果,对海上并网发电起到了一定的指导作用.     

大型变频感应鼠笼式风力发电机设计及温度场仿真

本文以3MW变频鼠笼式风力发电机为例进行方案及工程设计,设计过程中以3MW绕线式双馈异步风力发电机为参照,吸收成功经验并针对现有问题进行改进。利用Fluent软件对3MW鼠笼转子异步风力发电机的温度场进行了仿真分析,结果表明设计合理,能满足温升考核要求。通过样机试制及试验结果来看,所设计的鼠笼式风力发电机能达到目前市场上主力机型的性能指标。     

基于Ansys的海上石油登船梯架应力分析计算

根据海上石油登船梯架的分布情况,考虑其中心对称性以及登船梯架上的每层花纹钢板的同一性,选择塔架主要部件,利用三维软件SolidWorks建立3D模型,使用Ansys软件中应力分析模块对主要的结构进行静应力分析和屈曲分析。考虑自重载荷、风载荷以及温度场的作用,对海上石油登船梯架进行力学分析,研究海上石油登船梯架的风力倾倒临界力,得到相应的应力云图以及不同阶数的模态云图。根据GB50017《钢结构设计规范》进行强度校核,将得到的计算结果和规范进行比较,表明该登船梯架的结构设计在14级风以下的强度下满足要求,对后续的登船梯架结构设计具有一定意义。     

基于多维AR模型的近海风机振动特性

基于自然风特性,通过考虑结构结点间风速时程的空间相关性,采用多维AR模型模拟海上风机塔架脉动风荷载时程。在考虑桩-土-风机塔架系统相互作用的基础上,建立了三维有限元模型,分析了风机结构的固有频率及模态振型,对比研究了在不同方向风荷载作用下结构的位移、应力时程。结果表明:虽然不同入射风向对塔筒顶端的位移极值影响不大,但对局部位移和最大应力有显著的影响,结构应力的极值点出现在桩基与塔筒的连接段上。研究结果可为海上风机三桩基础布置、桩基承载力设计、结构强度设计、风机塔架的抗风提供参考。     

海上风力发电机组支撑结构动力响应特性研究

支撑结构设计是大型海上风电机组设计的重要部分。文章分析了海上风电机组的各种环境载荷,并以3MW风力机组为例计算其所受环境载荷,包括作用在支撑结构顶端的由风机叶轮转动引起的水平轴向力、作用在塔筒上的风载荷以及作用在基础上的海流、海浪载荷,并采用非线性弹簧来模拟基础与海底土层之间的相互作用。在考虑风轮影响情况下,利用有限元法对支撑结构进行了模态分析。最后,分析了环境载荷作用下支撑结构的动态响应。计算结果表明,在对海上风力发电机组进行动态响应计算时,环境载荷之间的相互耦合作用不能忽略。     

大型锚机试验台结构设计与力学性能分析

为解决锚机测试设备存在的加载力、测试精度和实时性等问题,本文设计了一种塔架式动载试验台和液压缸式静载试验台相结合的大型锚机试验台,该试验台可进行200吨动载试验和400吨静载试验。针对试验塔架的几何结构,应用ANSYS有限元软件,对试验塔架进行理论强度分析、模态分析及特征值屈曲分析。建立的塔架有限元模型以及计算结果能为同类塔架的设计和优化提供理论依据。     

海洋型双馈风力发电机机座密封及表面防腐工艺研究

对海洋气候环境进行了分析,对海洋型双馈风力发电机的机座密封及表面防腐进行研究,通过实验确定了海洋型风力发电机的机座密封工艺和表面防腐工艺,为提高了海洋型双馈风力发电机的可靠性,并延长使用寿命提供了技术支持.     

一种新型臂架起重机塔架结构分析

设计了一种用于臂架起重机上的新型塔架结构,利用有限元软件ANSYS对结构进行静力学计算;对比传统箱型塔架机型,新型塔架具有结构简洁、制造工艺简单、拆装方便等优点,可为臂架起重机设计提供一种新型结构形式参考.     

基于模糊PID控制器的海上风电机系统仿真模拟

当海上风电机的风轮运转时,由于风速的变化和风力涡轮机的惯性,风轮速度的变化不能与风速的变化保持同步,因此控制系统长时间处于瞬态过程中。文章主要研究了海上风力发电机仿真模拟技术和模糊PID控制器设计。通过Matlab建立了风机Simulink模型。与传统的PID控制相比,模糊PID控制器具有快速响应和良好的动态特性。