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《风力发电机齿轮传动系统的动态优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第33卷第3期重庆大学学报Vol.33No.32010年3月JournalofChongqingUniversityMar.2010文章编号:1000-582X(2010)03-030-06风力发电机齿轮传动系统的动态优化设计张庆伟,张博,王建宏,秦大同(重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044)摘要:同时考虑时变啮合刚度、啮合误差以及风速变化引起的外载荷波动,建立了1.5MW风力发电机齿轮传动系统的集中参数模型,并利用谐波平衡法,得到时变振动微分方程的解析解。在此基础上,建立了以各构件的振动加速度和系统体积/质量为目标函数的多目标动态优化模型,利
2、用混合离散变量组合型法对其进行求解。计算结果表明,提出的系统建模和优化设计方法,可有效降低风电齿轮箱的振动水平和质量,为低噪声、低成本的风电齿轮箱的设计提供参考。关键词:风力发电机;齿轮传动系统;谐波平衡法;离散变量;动态优化设计中图分类号:TH113.1文献标志码:ADynamicoptimizationdesignofgeartransmissionsystemforwindturbineZHANGQing-wei,ZHANGBo,WANGJian-hong,QINDa-tong(StateKeyLaboratoryofMechanicalTransm
3、ission,ChongqingUniversity,Chongqing400044,P.R.China)Abstract:Thedifferentialequationwhichgovernsthebehaviorofthegeartransmissionsystemof1.5MWwind-turbineisestablished.Theexternalexcitationcausedbywindspeedfluctuationisdiscussedandtheinternalexcitationduetotime-varyingmeshstiffnes
4、sandcomprehensiveerrorisalsoanalyzed.Thecalculatingformulationsoftheharmonicbalancemethodofnonlineardynamicequationsarepresented.Then,themult-iobjectivedynamicoptimizationmodelisdevelopedtominimizethevalueofvibrationaccelerationandtheoverallvolume.Theoptimizationofapracticalexampl
5、eusingmixed-discretecombinedprogrammingisperformed.Theresultshowsthattheproposedmethodofmodelingandoptimizationdesigncaneffectivelyreducethewindturbinesgearboxvibrationlevelsandweight.Keywords:windturbines;geartransmissionsystem;harmonicbalancemethod;discretevariable;dynamicoptimi
6、zationdesign[7-9]风力发电机组工作在变工况变载荷的恶劣环境础工作。国内外学者对齿轮传动系统动力学进[3-6,10-11]下,且传动系统是多级多自由度系统,目前已有的外行了相关研究,但针对齿轮传动系统进行基载荷稳定条件下的单级行星齿轮系统的动力学研于动力学分析的优化设计相对较少,这主要是因为[1-6]究难于满足风电齿轮箱动力学分析的要求,在理系统的动态响应求解困难。论上,对多自由度时变系统的强迫振动研究也较少。笔者以齿轮系统动力学为基础,考虑时变啮合而对于风力发电机齿轮系统,风速变化引起的外载刚度、啮合误差以及风载荷变化激励的影响,建立了波动
7、是不可忽略的影响因素。建立符合工程实际的1.5MW风力发电机齿轮传动系统的动力学模型,动力学模型,引入外载荷的变化,是进行风力发电机并利用谐波平衡法求得解析解。在此基础上,建立齿轮传动系统动力学分析和动态优化设计的重要基了以各构件的振动加速度和系统体积/质量为目标收稿日期:2009-10-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(50675231);国家支撑计划项目(2006BAF01B07-01)作者简介:张庆伟(1959-),女,重庆大学副教授,主要从事机械传动及设计研究,(E-mail)zqwqlt@163.com。第3期张庆伟,等:风力发电机齿轮传动
8、系统的动态优化设计31函数的多目标动力学优化模型,利用混合离散变量
