基于有限元分析的风力发电机混合式塔筒强度及稳定性分析

摘要 

近年来，由于气候变化和能源供应的持续关注，催生了风电产业的发展。随着风电行业的不断发展，单机的容量也在越来越大，风力发电机塔架的高度也在越来越高。然而随着塔架高度的不断增加，传统的钢制塔架表现出他的一些局限性，主要包括运输安装、塔架成本、维护方面的等等问题。在这样的情况下，下混上钢的混合式塔架为这些问题提供了很好的解决方案。 

本文以100 米高的2MW机组为例，结合内蒙古某风场载荷情况，根据欧洲及其国内的相关标准，分别对塔筒的强度、刚度和稳定性进行了综合性的分析。然后结合有限元的理论对该组合式的塔架进行了模态分析，以确保塔架不会发生共振的现象。最后将该下混上钢的混合式塔架和传统的钢制塔架进行了经济方面的对比。 

通过以上的研究表明：由理论计算所得塔筒强度、刚度和稳定性均满足该风场的载荷要求。由有限元理论求得该塔架的固有频率，并确定了在塔架运转的风速范围内，塔架的固有频率和1P及3P均没有交点，故该塔架不会发生共振。最后通过下混上钢的组合结构和钢制塔架的对比，我们可以得出，在高度位于100～140米的范围内，混合式塔架的经济性更好，安装和运输更方便，维护也更便捷。 

关键词：混合式塔架；屈曲；模态；经济性

附件：

基于有限元分析的风力发电机混合式塔筒强度及稳定性分析.pdf