3.4共振分析
風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中,不可避免會(huì)有振動(dòng)產(chǎn)生,結(jié)構(gòu)本身的自由振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不大,而由于受迫振動(dòng)引起的激振會(huì)帶來(lái)巨大的損失,所
以需要對(duì)發(fā)電機(jī)底架進(jìn)行共振分析,以避免共振的影響。所謂共振就是當(dāng)干擾力的激頻與結(jié)構(gòu)固有頻率重合時(shí)引起的一種現(xiàn)象,共振時(shí),結(jié)構(gòu)的
位移和內(nèi)力理論上都將無(wú)限增加。
發(fā)電機(jī)底架的固有頻率必須在一定范圍內(nèi)避開共振, 工程上一般要求在± 1 0 %左右。此2 . 0 M W 風(fēng)電機(jī)組為三葉片式, 來(lái)自風(fēng)輪的激勵(lì)主要是1 P 和3 P , 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為8 . 8 6 r p m~1 7 . 7 1 r p m,單葉片頻率范圍為0.1477Hz~0.2952Hz,葉片通過(guò)頻率為0.443Hz~0.8855Hz,發(fā)電機(jī)底架的固有頻率不在共振影響頻率范圍內(nèi),理論上不會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速1000~2000rpm,額定轉(zhuǎn)速1750rpm,來(lái)自發(fā)電機(jī)的激振頻率為16.67~33.33Hz,額定轉(zhuǎn)速下的激振頻率為29.17Hz,而發(fā)電機(jī)底架的第四階頻率在發(fā)電機(jī)激振頻率范圍內(nèi),所以發(fā)電機(jī)在達(dá)到額定轉(zhuǎn)速前會(huì)共振頻率穿過(guò)。
4 結(jié)論
本文利用ANSYS有限元軟件,對(duì)發(fā)電機(jī)底架進(jìn)行靜力分析和模態(tài)分析,得出了發(fā)電機(jī)底架的應(yīng)力分布和前6階固有頻率及振型。根據(jù)等效應(yīng)力云圖、最大等效應(yīng)力出現(xiàn)的位置、前6階固有頻率提出了進(jìn)行發(fā)電機(jī)底架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建議。
1)發(fā)電機(jī)底架整體的安全裕度比較高,應(yīng)在滿足強(qiáng)度要求的情況下對(duì)部分鋼板進(jìn)行減薄優(yōu)化。
2)為了減輕發(fā)電機(jī)底架的重量,應(yīng)滿足強(qiáng)度要求的情況下,可在縱梁腹板上開減重孔。
3)最大等效應(yīng)力均出現(xiàn)于縱梁根部,應(yīng)考慮加寬電機(jī)底架縱梁根部的上下翼板寬度。
4)發(fā)電機(jī)底架的第4階頻率在共振頻率范圍內(nèi),發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中必然有共振,應(yīng)考慮盡可能縮短共振時(shí)間。