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风力发电机组传动系统结构配置与布局优化

作　者: 赵朦朦
导　师: 苏东海
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 流体机械及工程
关键词: 风电机组 传动系统 结构配置 布局优化
分类号: TM315
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


风力发电机组是将风能转化为电能的机械设备。目前,风力发电机组向大型化方向发展对传动系统运行的稳定性和可靠性提出了更高的要求。传动系统的性能特性直接影响着风电机组的运行情况和发电量。传动系统的设计是研究风能与电能转化过程中的传动方式和布局情况等,关系着整机系统的运行状况。本文对风电机组传动系统配置与布局系统进行研究,给出了相应的建模和求解方法。总之,风力发电机组传动系统的深入研究不仅可以缩短产品的研发周期,降低产品的研制成本,而且对传动系统的结构改进和设计水平的提高具有十分重要的意义。本文首先分析了国内外风力发电机组传动系统的研究现状,提出了风力发电机组系统零部件结构配置和布局优化的技术需求,从而提出了该系统设计流程及系统架构。此外,对该系统结构中的各功能模块进行了详细设计和研究。其次建立了基于风电机组传动系统配置模板的配置模型,构成了类产品功能结构树,引入基于决策表知识表达方法对该系统配置规则进行表达,最后给出了该系统的求解策略和设计流程。此外针对风电机组传动系统的结构特点,对传动系统布局问题的模型和约束进行抽象,描述为数学模型,应用基于遗传算法的风电机组传动系统布局优化算法寻找出最优或较优的布局方案。最后以1.5MW变速恒频双馈式风电机组传动系统为例验证了风电机组传动系统结构配置与布局优化系统的有效性和实用性。本课题的研究有助于国产风力发电机组关键零部件的优化设计,为提高我国风力发电机组的国产化和自主研发打下了良好的基础。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 课题研究背景及来源  10-11
  1.2 课题的提出及意义  11-12
    1.2.1 课题的提出  11
    1.2.2 课题研究意义  11-12
  1.3 国内外风力发电机组传动系统的研究现状  12-14
    1.3.1 国内研究的发展现状  12-13
    1.3.2 国外研究的发展现状  13-14
  1.4 课题主要研究内容  14-15
第二章 风电机组传动系统结构配置与优化布局的解决方案  15-25
  2.1 引言  15
  2.2 风电机组传动系统的设计  15-20
    2.2.1 传动系统组成与研究  15-17
    2.2.2 传动系统的结构形式及评价指标  17-20
  2.3 风电机组传动系统配置与优化布局的过程  20-22
  2.4 风电机组传动系统结构配置与优化布局的系统设计  22-24
    2.4.1 系统总体框架设计  22-23
    2.4.2 系统功能模型  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 风力发电机组传动系统结构配置  25-38
  3.1 引言  25
  3.2 风电机组传动系统结构配置建模  25-30
    3.2.1 产品功能结构单元的表示  26-28
    3.2.2 类产品结构层次树  28-30
  3.3 风电机组传动系统的知识表达  30-34
    3.3.1 各种知识表达方法的横向比较  30-31
    3.3.2 基于决策表的传动系统配置规则表达  31-34
  3.4 风电机组传动系统配置设计求解策略  34-37
    3.4.1 传动系统的配置方法  34-36
    3.4.2 传动系统的配置流程  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 风力发电机组传动系统优化布局  38-51
  4.1 引言  38
  4.2 风电机组传动系统布局问题分析  38-39
  4.3 风电机组传动系统布局优化设计  39-46
    4.3.1 传动系统布局的技术要求  39-40
    4.3.2 传动系统布局的优化模型  40-44
    4.3.3 传动系统布局设计方法  44-46
  4.4 风电机组传动系统布局优化实例  46-51
    4.4.1 传动系统初始布局  46-47
    4.4.2 实例验证  47-51
第五章 风电机组传动系统配置与布局设计系统实现  51-57
  5.1 系统开发环境  51-52
  5.2 系统运行实例  52-57
第六章 结论  57-59
  6.1 结论  57-58
  6.2 后续工作展望  58-59
参考文献  59-61
在学研究成果  61-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组（总论） > 风力发电机
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