[发明专利]一种大型水平轴风力机传动链及其柔性设计方法

权利要求书

1.一种大型水平轴风力机传动链，其特征在于，包括齿轮箱及依次连接的风轮转子、低速轴、行星齿轮、第一齿轮轴、第一齿轮、第二齿轮、第二齿轮轴、第三齿轮、第四齿轮、高速轴和发电机转子，所述行星齿轮包括行星架、太阳轮和三个行星轮，所述行星架与低速轴连接，所述太阳轮与第一齿轮轴连接，所述三个行星轮均设置在齿轮箱的内齿圈与太阳轮之间。

2.一种大型水平轴风力机传动链的柔性设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1建立传动系统的十二自由度动力学模型；

S2对传动系统进行结构优化；

S3用模态分析的方法分析系统的固有频率和模态振型；

S4根据GL标准，分别从风力机的正常走动、正常发电、正常关机和并网的角度出发，选择典型复杂工况对风力机进行数字仿真，对柔性设计后的风力机各个工作状态的振动特性进行分析。

3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11先对传动链进行了集中惯量处理，并假设行星齿轮和平行轴齿轮只考虑转动方向上的扭转和啮合作用；

S12结合转子动力学关系和模态综合法的思想推导出传动系统的动力学方程；

S13用脉冲激振方法探索低速轴、齿轮箱和高速轴的扭转振动随柔性参数的变化的规律，为传动系统的结构优化提供了理论依据。

4.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21以低速轴、齿轮箱和高速轴的扭转振动最小为目标函数，以ITAE为评估准则，设定边界约束，选择并列多目标遗传算法对目标函数进行了优化；

S22利用数字仿真对优化前后传动轴与齿轮箱的扭转振动进行对比，验证柔性设计对传动系统的脉动载荷有削减作用。

5.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述典型复杂工况包括风力机正常起动阶段、风力机正常发电状态、风力机正常关机状态、风力机在变化的电磁转矩作用下。