结合风力发电机实际运行环境,根据bladed强大的风况模拟效果,对风力机运行状态进行模拟,获取了稳态风、启动工况、停机(刹车)条件下风载荷。以外部风载荷为激励,建立了风电行星齿轮传动系统弯扭耦合动力学模型。通过求解模型,分析得到了系统动载荷,以及稳态风、启动工况、停机(刹车)工况条件下的系统响应特性。结果显示稳态风条件下,内部激励仍对系统起主要作用。但在风机启动时,系统转速与动载荷振动幅值均逐渐增大,变桨操作介入后,产生瞬时过载,系统振动响应幅值急剧增大至26.7%;停机工况下,刹车及变桨的双重作用,使动载荷与转速迅速减小直至停止工作。

在风沙环境下,风力机的气动性能及结构外形都会受到影响。本文针对风沙环境下风力机叶片的气动特性及叶片磨损机理,设计了一种可以通过在风沙环境下变桨控制的叶片。可以根据风沙的大小和风向,来调节合适的旋转角度来减小风沙对叶片的不良影响。可以通过叶片和耐磨钢板之间的配合的设置,能够起到耐风沙的作用,减小风沙对叶片的磨损,延长使用寿命。