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淺談風力發電機控制系統設計:風力發電機組并網運行研究

論文關鍵字：風能 發電機 電能

論文摘要：風能是一種清潔，安全，可再生的綠色能源，利用風能對環境無污染，對生態無破壞，環保效益和生態效益良好，對于人類社會可持續發展具有重要意義。進入20世紀70年代，在世界范圍內爆發的能源危機告誡人們，要生存就要尋找開發新能源，此后各國政府紛紛制定能源政策支持新能源的開發利用。現今調整能源結構、減少溫室氣體排放、緩解環境污染、加強能源安全已成為國內外關注的熱點。國家對可再生能源的利用,特別是風能開發利用給予了高度重視。

近年來，世界風力發電事業蓬勃發展，截至2006年年底，全世界風力發電裝機容量已達7422萬千瓦，預計到2010年全世界風力發電裝機容量將達到149．5吉瓦。

我國風能資源豐富。據中國氣象科學研究院的初步測算,我國陸地10m高度處可開發儲量為2.53億kw,海上可開發儲量為7.5億kw,總計約10億kw,風能利用潛力巨大。2005年以來我國每年的風電新增裝機容量連年翻番，2005年裝機容量126萬kw，2006年裝機容量260萬kw，2007年裝機容量590萬kw，至2008年底風電裝機容量已超過1000萬kw。國家規劃,到2020年中國風電裝機規模將達3000萬kw。在國家政策和資源優勢的推動下,中國風能開發利用取得了長足進步。

風力發電在并網時由于沖擊電流的存在，會對電網電壓產生影響。由于風力發電是一種間歇性能源，風電場的功率輸出具有很強的隨機性，所以為了保證風電并網以后系統運行的可靠性，需要額外安排一定容量的旋轉備用以響應風電場的隨機波動。各種形式的風力發電機組運行時對無功功率的需求不同，依靠電容補償來解決無功功率平衡問題，發電機的無功功率與出力有關，由此也影響電網的電壓。

大型風力發電機組的投入運行，使大規模風力發電場的建設成為可能，風電事業正逐步向產業化邁進。在某些地方，風力發電已經在電網中占有了相當的比重，它的運行狀況直接關系到整個電網的安全性和可靠性。為了更加安全、充分的利用風力資源，迫切需要深入研究大規模風電場并網運行的相關技術問題，是保證并入大規模風電場后電力系統仍然可以正常穩定運行的重要前提。

國內外研究現狀

過去很長一段時期以來，由于結構簡單、運行可靠，風力發電系統主要采用恒速恒頻發電方式，但采用恒速恒頻方式的風力發電機組發電效率較低，而且機械承受的應力較大，相應的裝置成本較高。近年來，隨著大規模電力電子技術的日趨成熟，同時為實現不同風速下實現最大風能捕獲從而高效發電，國內外正在采用變速恒頻發電方式，變速恒頻發電方式可以大范圍內調節運行轉速 ,來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化,可以最大限度的吸收風能 ,因而效率較高；控制系統采取的控制手段可以較好的調節系統的有功功率、無功功率 ,但控制系統較為復雜；低風速下風機轉速相應下降，從而大大降低了系統的機械應力和裝置成本，近年來變速恒頻風力發電機組成了大容量風力發電設備的主要選擇方向。

恒速恒頻風力發電機組的并網包括同步發電機的并網和異步發電機的并網。同步發電機在重載情況下并網，若不進行有效的控制，常會發生嚴重的無功振蕩和失步，對系統造成嚴重的影響。用于風力發電的同步發電機與電網并聯運行時，常采用自動準同步并網和自同步并網方式。前者由于風速的不確定性，通過該方法并網比較困難；后者的并網操作相對簡單，使并網在短時間內完成，但要克服合閘時有沖擊電流的缺點。異步風力發電機控制裝置簡單，而且并網后不會產生振蕩和失步，運行比較穩定。然而，異步發電機直接并網時會產生發電機額定電流5-7倍的沖擊電流，不僅對電網造成沖擊而且影響機組壽命；另外異步發電機本身不發無功功率，需要進行無功補償。

變速恒頻風力發電系統有多種，例如同步發電機交/直/交系統的并網運行和雙饋發電機系統的并網運行。在變速恒頻風力發電的眾多種方案中,最具優勢的方案是采用雙饋感應發電機的并網型交流勵磁變速恒頻風力發電機組。

同步發電機交/直/交系統并網運行時，由于采用頻率變換裝置進行輸出控制, 因此并網時沒有電流沖擊, 對系統幾乎沒有影響。由于同步發電機組工作頻率與電網頻率是彼此獨立的, 風輪及發電機的轉速可以變化, 不必擔心發生同步發電機直接并網運行可能出現的失步問題。在風電系統中使用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來調節輸出負荷, 可使風力發電機組按最佳效率運行, 向電網輸送更多的電能。

雙饋發電機系統并網運行時，風力機起動后帶動發電機至接近同步轉速時電網, 并網時基本上無電流沖擊。風力發電機的轉速可隨風負載的變化及時做出相應的調整, 產生最大的電能輸出。而且通過調節雙饋發電機勵磁電流的頻率、幅值和相位，可以保證發電機在變速運行的情況下發出恒定頻率的電力,并可以調節無功功率和有功功率。

交流勵磁變速恒頻風力發電系統中，發電機和電網之間是一種柔性連接，尤其對無刷雙饋電機而言，對發電機轉子側交流勵磁電流的調節與控制，就可在變速運行的任何轉速下滿足并網條件，實現變速恒頻無沖擊電流的高效并網。其勵磁繞組與電網間的雙向變頻器功率，僅為發電機系統的一小部分功率。可以預見，在未來幾年內，無刷雙饋電機在變速恒頻發電系統中將會獲得廣泛的應用，對全國的風力發電等機電產品的更新換代起推動作用，產生顯著的經濟和社會效益。

研究(設計)內容

對主要風力發電機組類型進行對比研究，不同機型的發電機原理、結構、運行特性和對電力系統的影響不盡相同，有必要進行研究。

對風力發電機組并網方式進行比較分析研究，主要是同步發電機的并網方式和異步發電機的并網方式進行比較分析，并對目前主流的變速恒頻風力發電機組中的雙饋感應發電機進行重點探討。

電壓水平是電力系統穩定運行的重要指標，研究了風力發電并網運行后電力系統的電壓特性。

從風電場接入地區的中樞點電壓水平、風電系統負荷的輕重、風電場的無功補償容量大小等各個方面分析探討影響風電機組最大注入功率的各種因素。

綜合分析幾種常用風力發電機的并網控制技術，分析比較它們各自應用于風力發電上的優缺點。并提出風力發電技術今后的發展趨勢。

研究(設計)方法及技術路線

首先建立幾種常用風力發電機的數學模型，建立風速、風力機模型，并利用已建立的數學模型對發電機原理進行探討，研究各風力發電機的運行特性，并就各種發電機并網時對電網的影響進行理論探討，特別是與電網有功、無功交換功率及對電網電壓的影響進行探討，找出合適的并網運行控制方案。

本課題研究的難點有：1）風力發電機數學模型的建立；由于風力發電機類型較多，不同電機的數學模型不一樣，不能建立統一的、適應各種機型的數學模型。2）該課題的探討主要停留在理論上，并進行適當的仿真計算，難以進行實驗驗證

時間安排

第九周

詳細地了解設計題目、設計任務、設計要求、預期效果。本周內主要完成：①明確設計任務的具體內容。② 完成開題報告。③編制初步設計方案

第十周

通過分析設計任務，提出各自的問題。

第十一周、第十二周

① 將設計任務再次細化，提出更加具體的問題。② 開始設計預期目標的整體方案，包括相關硬件、軟件方案，提出可行性。

第十三周、第十四周

① 設計方案更加具體化，使之更加清晰，明確提出可達到的預期效果。② 再次論證方案的可行性。③ 對設計方案各部分進行系統的分析計算，解決設計中出現的具體問題。

第十六周

總結前兩個階段的工作成果，編寫設計說明書。

第十七周

① 妥善保存設計系統。② 修改畢業論文，并完成打印。③準備答辯

預期成果

預期成果為幾種常見風力發電機組的并網運行控制方案，并以論文論文的形式表達出來。可能的創新點為：考慮充分利用電力存儲或者能量存儲技術，降低風能資源的隨機性對電網造成的不利影響，改善風能資源的利用條件，盡可能達到可控的目的。

淺談風力發電機控制系統設計:大型風力發電機組旋轉機械的狀態監測及分析

【摘 要】本文對大型風力發電機組旋轉機械的狀態監測進行了分析，論述了大型風力發電機組旋轉機械狀態監測的重要性，介紹了振動信號的采集和分析過程，以及大型風力發電機組容易出現的故障。

【關鍵詞】大型風力發電機組；旋轉機械；狀態監測

大型風力發電機組通常都是位于草原、戈壁灘等廣闊偏遠的地區，分布的面積非常廣，離監控中心的位置很遠，大型風力發電機組的電子裝置和發電機組又比較復雜，在這樣的情況下，大型風力發電機設備就會很容易出現故障。而狀態監測作為一種重要的手段，能夠保障風電機組設備的正常運行，優化機組設備，在機組設備出現故障時，及時作出診斷，由此看來，對大型風力發電機組旋轉機械的狀態監測進行分析和研究，是非常有必要的。

1、大型風力發電機組旋轉機械的狀態監測

大型風力發電機組在運行的過程中，需要時刻對正在運行中的狀態參數進行監測，并且將數據傳感器采集到的數據進行處理，通過得出的結果對大型風力發電機組旋轉機械的狀態進行評估和預測，這樣即使是遠程控制，也可以最大程度地提高大型風力發電機組的工作效率，減少故障的產生，降低維修的費用。通常的監控系統采集到的數據是有限的，只能采集到一部分數據，例如振動量就無法采集到，這就可能會導致故障預警不準確，使設備的存在安全隱患。想要實現對大型風力發電機組全方位的控制和監測，在大型風力發電機組的監控系統中加入狀態監測，是一種十分有效的方法。大型風力發電機組旋轉機械的狀態監測是scada系統的一個組成部分，結構和scada是一致的，都是由上、下位機等組成的，上位機在完成數據交換和傳送命令的時候，要通過網關和下位機的plc控制組相連接，plc控制組主要包括a/d轉換模塊、i/o輸入輸出模塊、cpu模塊和電源模塊等。整個監測系統的核心部位就是plc控制組，程序如果想要順利的執行，就必須要先上傳到plc控制組。plc控制組中的a/d轉換模塊的主要作用就是信號轉換，將采集到的信號轉換成為監測系統可以識別的信號；i/o輸入輸出模塊的輸出功能就是實現操作對象命令的執行，輸入功能則是將plc控制組和各個傳感器連接，進行數據的采集；cpu模塊的主要功能是運算和判斷；電源模塊的主要作用是保持電源的穩定性，保障其它的各個模塊都能正常的工作。只有各個部分之間相互配合，才能更好地對大型風力發電機組旋轉機械進行狀態監測。

2、旋轉機械振動信號的采集

旋轉機械的部件在有許多阻力的情況下，產生的響應，稱之為機械振動。機械信號振動的采集要通過傳感器，傳感器的選擇一定要準確，要選擇最為恰當的，并且安裝在合適的位置，通過制定的軟件進行數據的采集和傳遞。傳感器要根據所處的環境以及監測部位的振動情況來選擇，傳感器的靈敏度要好，抗干擾的能力要強，這樣才能保障數據的可靠性。傳感器在安裝方面，也是需要特別注意的，如果安裝的位置不恰當，不僅會影響到測量結果的準確性，還可能會導致傳感器自身出現損壞。電渦流式的傳感器是一種非觸碰型的傳感器，非常適合監測機軸的轉軸相對于軸承座的振動，電渦流式的傳感器有兩種安裝方式：①第一種方式是根據主軸的垂直和平行方向，將傳感器用支架固定在軸承座的側邊；②第二種方式則是在軸承座中分面上夾角45°的位置處，垂直軸頸安裝兩個傳感器，用支架固定。在安裝的過程中，如果出現了兩個傳感器的位置過于靠近，則要注意防止交叉影響。其它的傳感器，如壓電加速傳感器和磁電式速度傳感器在安裝方面是差不多的，都是安裝在軸承座上，為了獲得最佳的監測效果，也可以用螺絲將傳感器牢牢地固定在機座的表面。

德國勞埃德船級社 gl 認證的在線狀態檢測標準，規定了幾個必要的振動測試點，具體內容見表1。

在具體的發電場工作中，可以根據機組的類別和監測情況等增加測試點，使重要位置和容易出現損害的位置得到監控保障。

3、旋轉機械振動信號的處理分析

在大型風力發電機組設備旋轉機械測試出的振動信號，都不是單一的，通常都是兩個或者更多信號形成的綜合性信號，這時，就需要對振動信號進行處理，將信號的特征擴大化，這樣的做法，有利于對監測設備的狀態進行最為準確的判斷。信號最基本的處理方法主要有頻域分析、時域分析、相域分析和幅域分析：①頻域分析：頻域分析就

要將信號的頻域機構進行確定，簡單來說就是將信號中所包括的頻率成分以及這些頻率成分幅值的大小搞清楚。主要的內容就是通過傅立葉的變換，以頻域的形式對信號進行描述，傅立葉的正逆變換、倍頻分析、小波變換、三維坐標圖等；②時域分析：時域分析就是信號在時間區域之內進行的變化以及分析，主要的內容包括時域平均、瞬態記錄等；③相域分析：相域分析指的是對相位隨時間的變化以及相位值的測量值進行分析；④幅域分析：幅域分析指的是將信號在幅值上進行處理，主要的內容包括均值計算、概率密度和概論分布函數等。當今時代，微電子計算機發展迅速，對振動信號的分析主要采用數字式分析機來完成，分析儀所進行的數字頻率分析的計算工作量是非常繁重的，fft作為一種傅立葉變換的快速算法，能夠節省計算所耗費的時間。通過快速傅立葉變換，可以迅速的識別出旋轉機械振動信號的振動頻率。

4、結語

大型風力發電機組旋轉機械的故障分析和預測方法，可以通過狀態監測技術實行，利用狀態監測技術把機組的狀態發展和信息提供出來，通過這些信息來減少安全事故的發生。在線監測技術的優勢可以預測可能發生的故障，這樣就可以優化風力發電機組旋轉機械的運行和使用，所以在線狀態監測技術對安全生產和提高機組的經濟效益有著不可忽視的重要作用。

淺談風力發電機控制系統設計:風力發電機組控制系統論文

1風力發電機組控制系統的構成分析

在風力發電機組中，其控制系統關系著機組是否能夠安全穩定的運行。控制系統可以分為本體系統與電控系統，也叫做總體控制。其中，本體系統又可以分成空氣動力學系統、發電機系統以及變流系統和其附屬結構；電控系統是由各種不同類型的模塊組成的，分為變槳控制、偏航控制以及變流控制等等。與此同時，本體系統和電控系統之間已經實現信號的轉換，比如空氣動力系統里，槳距主要受變槳控制系統控制，這樣做能夠發揮風能轉化的效率，同時也能使得功率平穩。由于風電機組的標準不同，其控制系統也是不一樣的。根據功率可以將發電機組分定槳距和變槳距發電機組以及變速型機組三種。其控制技術也是由原來的定槳距恒速恒頻控制向變槳距恒速恒頻發展，而后再發展到變槳距變速恒頻技術。

2對定槳距風力發電機組的控制分析

在定槳距風力發電機組里，主要運用的是定槳距風力機與雙速異步發電機，所采用的控制系統是恒速恒頻技術。運用這種技術，確保了機組運行的安全和穩定。定槳距恒速恒頻技術主要應用了軟并網技術、偏航技術以及空氣動力剎車技術等等。發電機與電網之間有晶閘管，晶閘管的開度對于沖擊電流有很大的影響。使用恒速恒頻技術對晶閘管的開度進行調控，進而來對并網瞬間產生的電流進行限制。風力發電機組控制系統的相關分析文/江康貴蒲上哲在風力發電中，發電機組的控制技術是確保機組正常運轉的關鍵。風力發電機組的控制系統是一個綜合性較強的系統，因此，加強對控制系統的研究分析，對于確保機組安全穩定運行至關重要。本文擬對機組中的幾種控制系統進行分析。摘要此外，利用這種技術，經過傳感、檢測等能夠實現自動偏航以及自動解纜的功效。在定槳距風力發電機組中，槳葉的節角距是固定不變的，如果風速比額定的風速要大很多時，那么槳葉本身的自動失速就會失去效能，不能讓輸出的功率更加的平穩。

3對變槳距風力發電機組的控制系統分析

變槳距風力發電機組所使用的電機是可以調節滑差的繞線式異步發電機，風力機使用的是變槳距風力機。和定槳距風力發電機組相比較，變槳距風力發電機組有更大的優勢，主要表現在輸出功率更加的平穩，此外，還有在額定點上有著非常高的風能利用系數，同時還有非常好啟動性能以及非常好的制動性。變槳距風力發電機組的控制系統主要使用了轉速控制器1和2,以及功率控制器。為了能夠最大限度的將由風速引發的功率波動降低，機組還應用了轉子電流控制技術。這種技術可以對轉子的電阻進行調節，從而確保轉子電流對恒定電流的給定值進行有效的跟蹤，進而保證輸出功率的穩定。在發電機并入電網以前，發電機的轉速信號控制著系統的節距值大小，發電機的轉速有控制器1控制，變槳距系統會依據給定的速度參考值，對節距角進行調整，從而讓風輪擁有比較大的啟動轉矩。在并網以后，發電機組主要由控制器2和功率控制進行管控。與此同時，要把發電機組的轉差調整到1%，節距的大小應根據實際的風速進行調整。在風速比額定值高的時候，伴隨著風力的不斷加大，風力機逐漸的吸收更多的風能，發電機的轉速也將變快。對于轉速的調節，主要通過改變節距來進行。隨著槳距角的改變，發電機輸出的功率就會維持在一個穩定的值上，不會出現大的波動。某個時段的風速不穩定，一會上升一會下降。上升的時候，輸出功率也隨之上升，轉子電流給定值相應的改變，從而使得轉子電流控制器工作，將轉子回路的電阻改變，提升發電機轉差率，那么發電機的轉速會逐漸上升。此時，風力又開始降低，在功率控制的作用下，發電機的轉速也隨著下降。這樣，在風速上升和下降的過程中，發電機的輸出功率基本上沒有出現變化，這樣就維持了功率的穩定，確保了發電機安全穩定的運行。

4對變速風力發電機組的分析

與恒速恒頻技術相比，使用變速恒頻技術，能夠在風速較低的情況下，葉尖速比能夠一直處于最佳的狀態，從而獲得最大的風能。如果風速比較大，使用風輪轉速的變化，對部分能量進行調節，進而增加傳動系統的韌性，確保輸出功率的穩定性。變速風力發電機組的總體控制可以分為三個區：恒定、轉速恒定以及功率恒定。在恒定區，隨著風速的變化，發電機的轉速也出現了變化。受功率—轉速曲線的影響，發電機的轉速達到一定的值后就保持不變，然后進入轉速恒定區。在這個區里，轉速控制對發電機的轉速進行控制，確保轉速不變。當風力進一步增大，功率也增大，達到極限后，功率進入恒定區。變速風力發電機組的控制系統主要就是變速恒頻技術。雙饋異步發電機在繞線轉子異步發電機的轉子上裝有三相對稱的繞組，同時，三相對稱交流電又與這三線繞組接通，從而產生了一個旋轉磁場，這個磁場的轉速和交流電的頻率以及電機的極對數的關系非常密切，我們可以通過下面的公式來看：在這個公式中，n2代表的是繞組被接入頻率是f2的交流電之后所產生的旋轉磁場相對于轉子本身的旋轉速度，p代表的是極對數。從上面的公式中，我們可以得知，只要頻率發生改變，既可以使得轉速發生變化；如果通入轉子的交流電的相序發生變化，那么磁場的旋轉方向就會發生變化。我們可以假設n1是電網頻率為50Hz的時候發電機的轉速，n是發電機的轉速，因此，只要是n±n2=n1，那么異步電機的定子繞組感應電動勢的頻率就不會發生改變，始終維持在50Hz。

5結語

綜上所述，當前風力發電已經越來越引起人們的關注了。風力發電機組中，控制系統對于維持機組的未定具有非常重要的作用。本文主要分析了三種控制系統：定槳距風力發電控制系統、變槳距風力發電控制系統以及變速恒頻控制系統，這三種控制系統隨著風速的變化能夠實現對輸出功率的調整，使其保持平穩的狀態，進而維持了風力發電機組的安全穩定。

作者：江康貴蒲上哲單位：汕頭市眾業達電器設備有限公司

淺談風力發電機控制系統設計:風力發電機組振動優化設計論文

1風電機組振動特性研究分析

風電機組中發生共振的現象時有發生，為了避免機組發生較大振動，需對塔筒以及整個風力發電機軸系進行共振裕度分析。塔筒為細長結構，可采用梁模型進行簡化處理得到塔筒的1、2階彎曲頻率。軸系計算中，重點關心了機組的1、2階扭轉自振頻率。風力發電機組的激振源較多，主要有轉頻、電網頻率以及葉片通過頻率，振動特性分析較為復雜。通過機組工作轉速與固有頻率的CAMPBELL分析以及機組的共振裕度分析表，從而可得出結論，該機組動力特性良好。塔筒為細長梁模型，一階彎曲固有頻率一般介于1倍工作轉頻至3倍工作轉頻之間，因此塔筒的頻率必須首先保證避免共振。同時發電機部件由于激振來源較多，主要來自轉頻、電網以及葉片通過頻率等，振動特性分析較為復雜。對于機組振動特性的分析，可以通過機組CAMPBELL分析.

2強度優化設計

為提高風電產品的市場競爭力，機組在保證性能的基礎上，要具備成本優勢以及開發效率優勢。基于以上目的，優化設計的方向和目標大致分為以下幾個方面。

2.1以降低重量為目標的多參數強度優化設計

降低重量主要是要通過減小產品的尺寸來實現。在保證產品的剛強度各項性能指標滿足要求的前提下進行，即優化之后進行。許用應力值:σ≤［σ］疲勞損傷因子:D≤1，D＜0.5(焊縫)

2.2基于工藝成本控制的多目標強度優化設計

對于產品某些加工部位的表面光潔度可進行優化設計，對產品成型工藝可進行降本優化改進。例如，在保證疲勞可靠性的前提下，由原來的表面光潔度2.5μm增至12.5μm，顯然降低了加工的難度，節約了加工成本。同樣，由原來的鍛造成型改為鑄造成型，同樣可降低機組的制造成本，并滿足批量產生的需求。在工藝優化設計中，同樣需保證結構的抗疲勞性能，需滿足以下疲勞性能指標:疲勞損傷因子:D＜1，D＜0.5(焊縫位置)。

2.3整體提高產品性能的全新優化設計

上述2種優化方式與方法，參數的調整系統性不強。借助計算軟件的先進優化算法，例如遺傳算法等，可以對結構的重量、疲勞可靠性等進行系統的優化分析。

2.4基于軟件設計開發平臺，自主編程定制優化

設計流程，縮短開發周期為了能夠滿足批量產品的設計需求，在大量分析計算經驗積累的基礎上，對于某些特定問題，借助軟件的設計開發平臺，開發全參數的強度分析設計軟件。

3風電機組中幾類特殊難點問題

3.1螺栓連接強度分析計算

風機和發電機部件中，螺栓連接及焊縫連接是最常用的2種連接方式。對于此類問題的靜強度與疲勞強度分析，考核標準以歐洲的標準體系British、GermanorDNV或美國的ASME標準為主。對于塔筒分段的鏈接螺栓，有學者提出了采用分段線性模擬螺栓在不同階段受力的方法，該方法簡單易行。對于塔筒與主機架、主機架與發電機主軸、輪轂與發電機等部位的連接螺栓，由于載荷較為復雜，采用上述經驗公式已不能滿足要求，需要借助FEA分析方法。結合載荷譜，通過計算最終得到螺栓的疲勞損傷值。

3.2焊縫連接強度分析計算

關于焊縫疲勞問題，國際焊接協會IIW－2003、歐洲標準Eurocode3part1.9、英國標準BS7608、挪威船級社DNV的相關規范，以及美國機械工程協會ASME規范，均給出了相應的計算方法。東方電機一般采用國際焊接協會中的熱點應力法來分析焊縫疲勞。首先，在FEA分析模型中建立熱點應力的參考點，單位載荷作用下，得到2個參考應力點的應力分量，然后通過外推公式，最終得到熱點位置的應力分量。通過查找和選取相應的疲勞等級DC，計算之后得到焊縫損傷。若損傷因子D＜0.5，可滿足抗疲勞的要求。

3.3傳動鏈疲勞分析難點

傳動鏈的疲勞問題較為復雜。主軸軸承的裝配，使得載荷在該位置的傳遞出現了較大的非線性因素耦合效應，主要來自于3個方面:

(1)軸承軸向及徑向緊量裝配。

(2)軸承內部滾子與滾道的接觸。

(3)螺栓預緊作用的非線性效應。這使得FEA模擬仿真結果具有較大的不確定性，成功解決此類問題的難點在于準確模擬滾子與滾道的接觸應力傳遞。

4結語

風電機組的研發設計雖然借助于較為完備的標準體系，但對于工程中出現的復雜多樣的事故及問題，有時卻沒有標準可供參考。所以，風電機組的整機分析、機電耦合振動分析、風流場與復合材料耦合振動響應分析、機組應力及位移響應分析、機組疲勞斷裂損傷的深入研究等，均有待更為深入的研究逐步解決。此外，產品優化設計也是一個多因素集成的工作，往往需將設計工藝制造難度、材料成本、電磁性能、通風散熱性能、強度振動性能、軟件計算性能等諸多因素予以綜合考慮，才能創造性價比高、具有市場競爭力的產品。

作者：李源 陳昌林 譚恢村 單位：東方電氣東方電機有限公司