风力机统一变桨距执行机构虚拟设计及仿真.doc

摘要:当今世界工业化水平提高迅速，人们对能源的需求与日俱增。传统的非可再生能源已经面临枯竭的地步。然而风能是无限的可再生资源，风力发电机作为人们合理高效的利用风能的主要方法之一，受到全世界的广泛重视。

风力发电机容量正朝着大型化的趋势发展。变桨距风力发电机的最大优点是能高效率的运用风能，所以正受到越来越高的重视。本文旨在对变距机构进行优化设计，主要讨论了以下几个方面：

本文先对桨叶所受到的载荷进行计算，然后利用Matlab进行优化设计，得出变桨距机构尺寸参数的最优值，能够使机构所需的液压缸推力F为最小。根据优化结果，利用Pro/E软件建立变桨距机构的三维模型，并进行了装配、运动仿真、干涉检查等工作。最后在ANSYS 软件中对该机构零件进行静强度分析。 

关键词 风力机；变桨距；执行机构；优化

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 国内外风电技术的发展现状-1

1.2.1 国外风电技术发展情况-1

1.2.2 国内风电技术发展状况-2

1.3 定桨距与变桨距风力机的特点-2

1.4 变桨距机构的执行方式-2

1.5选题意义及研究内容-3

1.5.1 选题意义-3

1.5.2研究内容-3

2 风力发电机原理-4

2.1 风力发电机的基础理论-4

2.2 风力机空气动力学-4

2.2.1 贝兹理论-4

2.2.2 风能利用系数-7

2.3 变桨距风力机原理-8

2.4 桨叶受力分析-8

2.4.1 桨叶静止时受力分析-8

2.4.2 桨叶转动时受力分析-9

2.5 变桨距机构具体的作用-9

3 变桨距机构优化设计-10

3.1变距机构方案选择-10

3.1.1 选择合理机构方案-10

3.1.2 变距机构的主要组成-11

3.2 机构运动原理-11

3.3 桨叶载荷计算-12

3.4机构力学分析-13

3.5 机构优化设计-15

4 变桨距机构虚拟设计及仿真-18

4.1 Pro/E功能和模块结构介绍-18

4.2机构零件的三维实体造型-18

4.3 机构装配-22

4.4 机构干涉检查-24

4.5 机构运动仿真-25

5 基于ANSYS校核变距机构的强度-27

5.1 ANSYS简介-27

5.2 校核主要部件的强度-27

总结-33

感谢-34

参考文献-35