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水平轴风力发电机的大型化进一步增加了风机捕获风能的能力,风机的造价也随之上升,如何提高风机的稳定性,保证风机的使用寿命显得尤为重要。风机关键部件的振动很容易造成风机的损坏,尤其是塔架和传动链的振动。本文首先对振动的主动控制技术进行了阐述,解释了主动控制对于抑制振动的重要性,分析了阻尼振动控制的原理,然后分别对塔架侧振和传动链扭振进行阻尼控制器的设计,并验证其有效性。 论文第三部分对风力机的振动控制方法进行分类阐述。对比讲述了主动控制与被动控制的区别。主动控制是对结构可能发生的振动采取必要的措施来抑制结构的振动。阐述了风机的加阻原理,并通过简单的公式推导展示了加阻对抑制结构振动的有效性。 论文第四部分是塔架侧向疲劳载荷控制器的设计。用集中质量法对塔架振动系统进行简化,建立了风轮—传动链—电机—塔架耦合模型。通过拉格朗日方程推导了耦合模型的动力学方程,并转换为状态空间方程。设计了基于电机转矩的功率—阻尼控制器,并对相关参数进行推导。通过仿真,验证了本文设计的塔架侧振控制器能够有效的增大塔架的侧向阻尼,抑制塔架的振动幅度。 论文第五部分研究了传动链阻尼控制器的设计。本节首先介绍了不同自由度传动链的模型及其数学模型。本文选用五自由度传动链模型对传动链进行振动控制分析,设计了基于电机转矩的传动链振动控制器,通过仿真,验证了本文设计的阻尼控制器对传动链振动的抑制作用。