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风力发电机振动的控制 风力机在运行中常出现机械震动，按产生的原因分类为受迫振动和自激振动；按振动形态分类为随机多自由度、线性、非线性振动；按振动位移的特征分类为扭转、摆动、横向振动。 风力发电机通过风轮将风能转换为带动发电机旋转的机械能，在转换中风能的速度和方向瞬息变化，常伴有冲击，风轮的空气动力不平衡和风力发电机运动件的不平衡离心惯性力都将造成风力发电机的振动，振动会产生噪音，会加重机件的动态应力，使其疲劳，早期失效，严重时发生共振，风力发电机当即解体损坏。调整和平衡就是减小振源，把振动控制在能保证风力发电机安全运行的技术、经济合理的允许的范围内。调整和平衡的工艺方法如下： 风轮组装后应检查并达到： 风轮的径向跳动（在叶尖处测量）±0.13%D（D为风轮直径） 风轮的端面跳动±0.15%D 各桨叶的安装角（在叶尖处测量），按规定标准角度±0.5° 相邻两叶片间角度为120°±1° 风轮调整静平衡时应注意控制平衡精度 平衡精度表示回转体平衡后的不平衡程度，也称许用不平衡量。可用重径积Gr（gm）、偏心距e（μm）和平衡精度级（mm/s）表示，其物理意义、相互关系及应用见表1-1 表1—1 表示刚性回转体不平衡量的方式 表示量 意义 关系式 应用 重径积 Gr g mm 质量为m，偏心为e的不平衡量用距转轴r处的校正质量G来代替，所表示的不平衡程度与回转体质量有关，是一个相对量 用来表示具体给定回转体的不平衡量，便于平衡操作 偏心距 e （μm） 表示回转体中心主惯轴与转轴在校正面上的偏移，对单面校正的回转体就是中心对转轴的偏移，所表示的不平衡程度与回转体重量无关，是一个绝对量 用于衡量回转体平衡程度和动平衡机检测精度，便于直接比较 平衡精度 A （mm/s） 相当于单面校正时回转体的重心速度 用来建立平衡精度等级 说明 M—回转体质量（kg）；ω—回转体工作角速度（rad/s）； 各种典型刚性回转体的平衡等级及相应的许用不平衡量（平衡精度A），见表1-2。在确定平衡等级后，也可由图1—3根据回转体的工作转速查出相应的许用不平衡量（重径积Gr或偏心距e）。 表1—2 各种典型刚性回转体的平衡等级及许用不平衡量 平衡等级 G A （mm/s） 典型刚性转子举例 G40 40 汽车轮、轮缘、轮组、传动轴；弹性安装的六缸或六缸以上的告诉四冲程发动机（汽油机或柴油机）曲轴传动装置；汽车、机车用发动机区中传动装置 G16 16 特殊要求的传动轴（螺旋桨轴、万向节轴）；破碎机械的零件；农业机械的零件；汽车和机车用发动机（汽油机或柴油机）部件；特殊要求的六缸或六缸以上发动机曲轴传动装置 G6.3 6.3 作业机械的零件；船用主汽轮机齿轮（商船用）；离心机鼓轮；风扇；装配好的航空燃气轮机；泵转子；机床和一般的机械零件；普通电机转子；特殊要求的发动机部件。 根据表1—2的叙述，可知，对于风力发电机风轮的平衡精度，应选用G16等级，则根据国标可查出G16时的偏心距e与转速n的关心，见表1—3。 表1—3平衡精度等级为G16时转速n与偏心距e的关系 转速n（r/min） 偏心距e（μm） 95 1.6X104 150 800X103 300 400X103 600 200X103 950 80X103 1500 45X103 同理，根据表1—1中关于平衡精度及重径积的关系式，也可通过计算的方法，算出风轮的偏心距及重径积。具体算法如下; 则其中A=16（mm/s）（精度等级为G16），ω（rad/s）为风轮的最高转速。计算出e（μm）之后，再根据风轮的质量m（kg），可计算重径积。 计算出重径积之后，即可计算出不同位置处的许用质量偏差。例如叶尖处的许用质量偏差为，其中R为风轮半径。而位于0.75R处的许用质量偏差为。 表1—4为对应于各风轮直径及风轮质量分别在半径R处及0.75R处的许用质量偏差 按G16计算的静平衡指标 序号 风轮直径 最高转速 桨叶长度 桨叶重量 轮毂重量 风轮总重 风轮静平衡指标 gm 在叶尖处允许质量偏差g数 在0.75R处允许质量偏差g数 m r/min mm kg kg kg 查曲线得 计算得 1 2.2 1000 1000 2 3 9 0.72 1.37 1.25 1.67 2 2.5 1000 1150 2.4 3.5 10.7 0.86 1.63 1.3 1.73 3 2.8 900 1350 3 3.5 12.5 1.05 2.12 1.5 2 4 3.2 800 1550 3.6 3.5 14.3 2.03 2.72 1.7 2.27 5 4 720 1950 6.2 9 27.6 4.42 5.84 2.9 3.87 6 5.4 400 2