风电机的结构组成主要包括风叶，轴承，传动轴，齿轮箱，发电机和塔架。其主要

工作原理就是风带动风叶转动，其扭矩输入到变速齿轮箱，再通过齿轮箱输出扭矩传递 到发电机，发电机转动之后就产生了电能。众所周知的是空气作用在风叶上会使风叶产 生振动和噪声，齿轮箱中的齿轮转动啮合也同样会产生噪声和振动，尤其是机舱内的大 型动力设备更是如此。因此，对风力发电机组的隔振系统进行研究，设计并研发减振系 统以降低风力发电机组的振动和噪声，对风电产业的长足发展具有重要的现实意义。论文网

1。2 本课题的研究现状与发展趋势

1。2。1 风电产业的发展现状

1。2。2 国外研究现状

1。2。3 国内研究现状

1。3 本论文的主要研究内容

风电机组属于大型地面工作设备，正常工作时，风轮的运转给各部分结构带来周期 激励，因此对风电机组进行动态特性分析是非常必要的。风力发电机组的结构包括很多 部件，囊括了很多方面的动力学特征。为了研究风电机组的动态特性，对风力发电机组 进行静力学和动力学模型的简化，分析计算其动态特性，并对发电机进行振动仿真分析。

（1）采用静力学方法建立 3 点支撑风力发电机的传动链力学模型，确定齿轮箱载 荷。建立齿轮箱模型是采用静力学方法进行简化建模，主要为了方便求解齿轮箱弹性支

承的载荷，为齿轮箱的动态特性分析做好铺垫。

（2）根据振动力学理论建立齿轮箱 2 自由度振动力学模型。齿轮箱的振动力学模 型可以很好的模拟齿轮箱工作状态的振动情况，通过求解此模型得到齿轮箱的振动频率 和振动模态来优化齿轮箱的结构设计。

（3）建立发电机隔振系统的振动力学模型。和齿轮箱振动模型相类似，建立发电 机 6 自由度的振动力学模型，考虑到自由度之间的耦合等情况，使用动力总成悬置系统 的相关理论确定发电机的振动方程，利用 matlab 在所建立的坐标系中进行仿真模拟， 为发电机的隔振提供现实指导。

第二章 三点支撑风力发电机传动链模型分析

2。1 概述

将齿轮箱简化为刚体，忽略齿轮箱在外部载荷作用下的变形。研究此刚体在受力作 用下的平衡规律。这里不考虑主轴系的运动和齿轮箱内部的荷载，同时对支撑齿轮箱的 轴承和弹性支承做简化处理，最后得到一个简化的静力学模型。

2。2 三点支撑式齿轮箱机组的主轴系结构

一个齿轮箱两侧在底座分别布置一个弹性支撑，齿轮箱前面有一个球面滚子轴承安 装在基座上即主轴承，主轴从齿轮箱伸出并通过主轴承在主轴承前面与轮毂法兰连接。 这样主轴承与齿轮箱两侧的扭力臂支撑形成了三点支撑的形式[14]。文献综述

如图轮毂右侧的主轴承安装在基座上，同理齿轮箱两侧的弹性支撑也安装在基座上 这样风电机组的齿轮箱部分就是通过三个支撑来固定的系统，此种固定方式就是 3 点支 撑式。主轴通过涨紧套与齿轮箱连接，齿轮箱内最左侧的轴承作为主轴的浮动支撑，加

上齿轮箱两侧的弹性支承，整个装置能够承受一定的冲击载荷，但是齿轮箱除了承受主 轴的扭矩之外，还有轴向力和弯矩，因此仅靠两侧的弹性支撑难以确保齿轮箱的安全运 转。此外，在齿轮箱故障时，由于整个传动链布置紧凑，必须先从轮毂处拆卸。

图 2-1 三点支撑式主轴系

2。3 齿轮箱弹性支承载荷计算

2。3。1 风机性能指标

表 2-1 风机性能指标