[发明专利]一种风力机变桨距机构的优化方法

摘要

本发明涉及一种风力机变桨距机构的优化方法，其特征在于：所述优化方法通过以下方式实现：第一步：确定推动风力机中桨叶绕桨叶轴转动所需的力矩：第二步：确定推动桨叶绕桨叶轴转动所需的驱动力；第三步：确定液压系统实际需要输出的推力：第四步：将第三步中确定的液压系统实际需要出的推力作为目标函数，设计变量选择曲柄的长度r、连杆长度a、偏心距e，变桨距初始安装角选择等式约束条件或者不等式约束条件，对上述目标函数进行优化，根据设计变量的约束条件和目标函数，通过优化计算，得出优化结果。与现有技术相比，本发明的优点在于：对变桨距执行机构各零部件尺寸参数进行优化设计，得出最优值，减少了材料和加工成本。

主权项

1.一种风力机变桨距机构的优化方法，所述风力机变桨距机构包括作为动力源的液压系统，液压系统的动力输出通过推杆与同步盘联接从而推动同步盘作往复直线运动，同步盘与连杆相连，连杆与曲柄相连，曲柄与浆叶联接，通过同步盘的往复直线运动使曲柄绕其回转点作旋转运动，从而带动浆叶绕桨叶轴转动，其特征在于：所述优化方法通过以下方式实现：第一步：通过以下方式确定推动风力机中浆叶绕桨叶轴转动所需的力矩M：M＝M_o+M_a+M_g+M_f+M_e，其中M_o为桨叶本身质量离心力作用而产生的惯性力矩；M_a为推动桨叶转动的驱动力产生的变距力；M_g为桨叶重心偏离桨叶变距轴而产生的重力矩；M_f为变桨机构各运动副摩擦力产生的摩擦阻力矩；M_e为桨叶弹性变形引起的力矩；第二步：确定推动桨叶绕桨叶轴转动所需的驱动力其中第一步中确定的推动风力机中浆叶绕桨叶轴转动所需的力矩M，r为曲柄的长度；第三步：根据风力机变桨距机构各不见的受力情况，确定液压系统实际需要输出的推力F：其中r为曲柄的长度；a为连杆长度、e为偏心距，为变桨距初始安装角，F₁为第二步中确定的推动桨叶绕桨叶轴转动所需的驱动力；第四步：将第三步中确定的液压系统实际需要输出的推力F与曲柄的长度r、连杆长度a、偏心距e，变桨距初始安装角F₁推动桨叶绕桨叶轴转动所需的驱动力之间的函数作为目标函数，设计变量X选择曲柄的长度r、连杆长度a、偏心距e，变桨距初始安装角即约束条件根据不同型号的风力机组，选择等式约束条件或者不等式约束条件，对上述目标函数进行优化，根据设计变量的约束条件和目标函数，通过优化计算，可以得到当曲柄的长度r、连杆长度a、偏心距e，变桨距初始安装角处于某固定值时，能使液压系统实际需要输出的推力F值为最小。