Adams在风力发电机行业的应用
1 Adams/AdWiMo高级风机建模工具包介绍 MSC Adams/AdWiMo,即ADAMSAdvanced Wind turbine Modeling,是MSCADAMS针对风力发电机建模及仿真的专业模块,利用该模块可帮助用户快速准确地建立包含叶片、主轴、齿轮、轴承、塔筒、控制系统和机舱等子系统的完整风力机模型,基于MSC ADAMS对多刚体/柔体系统的精确计算能力,为用户提供最实用的风力机系统动力学数值仿真计算功能。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.jpg
MSC Adams/AdWiMo界面 2 Adams/AdWiMo中进行风机前处理建模流程 AdWiMo中进行风机建模是通过全参数输入来完成的,各个输入的子菜单中定义了风机的所有主参数;柔性的塔筒和叶片会根据定义的参数自动生成,轮毂、主轴及主支架定义为柔性体而其惯性不变量设置为“刚性”。这些“刚性”的身体可以轻易替换为真实的柔性体。Adams用户只需要将柔性替换即可生成真实的风机模型。下图中展示了AdWiMo风机模型中的不同坐标系。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image004.gif
风机模型坐标系 3 通用风机设计向导对话框中各个参数的意义 在AdWiMo中是通过参数来生成所有主要部件的模型,其流程下图所示。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image006.gif
AdWiMo中的建模流程 第一步即通过通用风机设计向导对话框(如下图所示)来完成风机所有主要尺寸的定义,后续通过属性文件分别定义塔筒、叶片、轮毂和主轴、主支架和发电机模型,最后进行主属性定义(*.gsp文件)主要是各个子部件生成整个风机装配所需要定义的属性汇总。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image008.jpg
图 4 通用风机设计向导对话框 通用风机设计向导对话框中各个参数的意义: – Hub radius是在轮毂坐标系下定义,如下图所示,定义了偏航轴承至转轴的径向距离。 – Tilt angle 定义了叶片、轮毂和主轴的装配的旋转轴相对于参考坐标xy平面的倾斜角度,参看下图。当沿顺风方向,轴的末端最高时,角度为正值。 – Cone angle定义如下图所示,这个角度是测量叶片Z轴与主轴法向平面夹角。当叶片的顶端显示到下风方向,这个角是正值。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image010.gif
输入定义 – Overhang 是在主轴坐标系下的测量,如下图所示。它定义了主轴坐标系下轴的起始点距离轮毂和轴坐标系原点的长度。 – Tower top to shaft distance定义如下图所示,这个值定义在机舱坐标系下。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image012.gif
塔顶交叉 – Number of blades定义叶片的数量,水平轴风机通常有2至4个叶片。 – Base height 定义塔筒底座相对与参考坐标系的距离,如下图所示,当塔筒在参考坐标系xy平面以上时,该值为正值。 – Tower length为塔筒从塔筒底座至偏航轴承的距离,如下图所示。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image014.gif
塔筒位置 – Gearbox position 和Generator position定义齿轮箱和发电机在主轴坐标系下的位置,如下图所示。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image016.gif
齿轮箱和发电机位置 – Nacelle & hub mass为塔顶部分的总质量,其中包括叶片。 – Nacelle width、Nacelle length 和 Nacelle height当前并不会被使用。 – Total length定义轮毂坐标原点到主轴连接齿轮箱或发电机点处的距离,如下图所示。 |
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主轴总长度 – Split length定义轮毂与主轴在轮毂坐标系下的连接点,如下图所示。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image020.gif
分长度 – Main bearing hub side 和 Main bearing generator side定义了主轴轴承在主轴坐标系下的位置,如下图所示。 file:///C:\Users\user\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image022.gif
主轴轴承位置 通过以上步骤,实现在Adams中完成风机多体动力学模型的建立。 4 参考信息 适用版本:Adams AdWiMo模块需要单独的安装包和License许可证文件
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