[发明专利]风力发电机偏航系统驱动力矩计算系统及其方法

摘要

本发明公开了一种风力发电机偏航系统驱动力矩计算系统及其方法，以有限元软件为平台进行建模，对机架底板、横向吊杆、偏航齿圈、上摩擦片、下摩擦片和调整螺栓进行实体网格划分。碟簧组件采用单向受压弹簧单元模拟，碟簧组件一端与下摩擦片相连，另一端与调整螺栓相连。在塔顶法兰支撑面中心建立节点，通过刚性梁单元连接至机架底板，节点用于施加塔顶极限载荷。定义上述各部件的材料属性，碟簧组件的非线性刚度根据试验所测数据进行定义。定义约束边界条件，施加上摩擦片和下摩擦片夹持力及外载。对节点处施加微小角位移，求解偏航驱动力矩。本发明能精确计算偏航驱动力矩，便于驱动电机的功率优化选择，有利于降低成本，适合大范围推广。

主权项

一种风力发电机偏航系统驱动力矩计算系统，其特征在于，所述驱动力矩计算系统基于有限元软件平台建模，包括：机架底板（1）、横向吊杆（2）、偏航齿圈（3）、刚性梁单元（4）、上摩擦片（5）、下摩擦片（6）、调整螺栓（7）和碟簧组件（8）；所述机架底板（1）、横向吊杆（2）、偏航齿圈（3）、上摩擦片（5）、下摩擦片（6）和调整螺栓（7）采用实体网格划分；所述碟簧组件（8）采用单向受压弹簧单元进行模拟，所述碟簧组件（8）的一端与所述下摩擦片（6）相连，另一端与所述调整螺栓（7）相连；所述机架底板（1）与横向吊杆（2）相连，所述刚性梁单元（4）与机架底板（1）相连，所述机架底板（1）通过所述上摩擦片（5）与偏航齿圈（3）相连，所述上摩擦片（5）、下摩擦片（6）与所述偏航齿圈（3）相接触，所述调整螺栓（7）旋入所述横向吊杆（2），向所述碟簧组件（8）施加预紧力，所述碟簧组件（8）将所述预紧力传递至所述下摩擦片（6）；所述偏航齿圈（3）还与塔顶法兰（11）相连，在所述塔顶法兰（11）支撑面中心设置有节点，所述节点通过所述刚性梁单元（4）连接至所述机架底板（1），所述节点用于施加塔顶极限载荷；对所述调整螺栓（7）施加负预紧力用于模拟夹持力，在所述节点处施加所述塔顶极限载荷，所述塔顶极限载荷通过所述刚性梁单元（4）传递至所述机架底板（1），在所述节点处施加一绕圆周方向的微小角位移△S，提取所述节点处绕圆周方向的转矩反力Mz，Mz即为偏航系统最小驱动力矩值。