風(fēng)輪質(zhì)量不平衡對(duì)風(fēng)電機(jī)組載荷的影響分析

　　摘 要：本文理論推導(dǎo)了風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪質(zhì)量偏心距的計(jì)算方法，并通過(guò)算例分析，給出了不同風(fēng)輪最大質(zhì)量偏心矩情況下風(fēng)電機(jī)組各重要載荷點(diǎn)處的等效疲勞載荷變化情況，闡明了風(fēng)輪質(zhì)量不平衡對(duì)風(fēng)電機(jī)組載荷的嚴(yán)重影響，說(shuō)明了在實(shí)際風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中嚴(yán)格控制和明確風(fēng)輪質(zhì)量偏心距的必要性，為風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。

　　1 概述
　　在風(fēng)電機(jī)組整機(jī)載荷計(jì)算中，根據(jù)相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，需要考慮風(fēng)輪的質(zhì)量不平衡。目前， IEC61400 系列技術(shù)規(guī)范及其他認(rèn)證規(guī)范中均沒(méi)有提到對(duì)風(fēng)輪質(zhì)量不平衡的具體數(shù)量上的要求，只有在GL 1999 年版認(rèn)證規(guī)范（此規(guī)范已經(jīng)失效）和JB/T 10300-2001《風(fēng)電機(jī)組 設(shè)計(jì)要求》標(biāo)準(zhǔn)中有這樣的要求，即對(duì)配平過(guò)的風(fēng)輪和沒(méi)有配平過(guò)的風(fēng)輪需分別考慮0.005R 和0.05R 的質(zhì)量偏心距，其中R 為風(fēng)輪半徑。對(duì)風(fēng)輪直徑為100m 的風(fēng)電機(jī)組，由于葉片一般在出廠前都需要進(jìn)行質(zhì)量配平，因此其質(zhì)量偏心距可選為250mm。假設(shè)風(fēng)輪的質(zhì)量為80t，則風(fēng)輪的最大質(zhì)量偏心矩為20000kgm，這樣的偏心矩是非常大的，對(duì)載荷影響非常大。因此，在風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)，必須認(rèn)真考慮和控制風(fēng)輪的質(zhì)量不平衡。
　　2 風(fēng)輪最大水平質(zhì)量偏心距計(jì)算
　　在風(fēng)電機(jī)組整機(jī)載荷計(jì)算時(shí)需要按最不利的情況考慮風(fēng)輪質(zhì)量的不平衡。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，風(fēng)輪偏心距可以分兩風(fēng)輪質(zhì)量不平衡對(duì)風(fēng)電機(jī)組載荷的影響分析上海電氣風(fēng)電設(shè)備有限公司︱郭元超 許移慶 王凡 連西崗步進(jìn)行計(jì)算，即先計(jì)算三只葉片最大合成質(zhì)量偏心矩對(duì)應(yīng)的偏心距，此偏心距即三只葉片合成水平最大質(zhì)量偏心距，再計(jì)算三只葉片合成水平最大質(zhì)量偏心距與輪轂偏心距在最不利情況下的合成偏心距，此偏心距即風(fēng)輪最大水平質(zhì)量偏心距，此偏心距對(duì)應(yīng)的風(fēng)輪質(zhì)量偏心矩即風(fēng)輪的最大水平質(zhì)量偏心矩。
　　2.1 三只葉片合成水平最大質(zhì)量偏心距計(jì)算
　　三只葉片的初始位置（黑色）和順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了α 角度后（深藍(lán)色）的位置如圖1 所示：