權利要求書： 1.一種剛柔-機電耦合的風機齒輪-發電機動力學模型建模方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，采用三維設計軟件構建齒輪箱、發電機的實體結構模型；步驟二，利用有限元分析軟件對實體結構模型進行縮聚，獲取箱體結構的縮聚剛度矩陣與質量矩陣，形成箱體單元；結合齒輪箱各軸系實際尺寸，采用Timoshenko梁單元法建立柔性軸模型，形成軸單元；采用有限元分析軟件，計算并獲取軸承的支撐剛度，形成軸承支撐單元；利用牛頓第二定律構建齒輪系統的動力學方程，考慮內部激勵特性，形成嚙合單元；步驟三，基于步驟二各子單元的剛度質量矩陣，結合系統各子構件的連接耦合方式，組裝成為考慮系統結構的剛柔耦合模型；步驟四，基于有限元分析軟件，對永磁同步發電機工作部件材料進行設定，考慮永磁材料的磁飽和特性，進行空間氣隙磁密、漏磁特性以及動態特性分析，獲取發電機的電磁轉矩和電磁徑向、切向力，形成外載荷向量單元；步驟五，根據步驟三中得到齒輪系統與發電機系統的相互耦合作用關系，結合步驟四電機轉動過程中產生的電磁徑向力波與電磁轉矩，通過磁-電和磁-機耦合項，建立機械系統和電氣系統之間的聯系，從而得到電機驅動的傳動系統的機電耦合模型，建立齒輪-永磁同步發電機多因素下的機-電耦合模型。2.根據權利要求1所述的剛柔-機電耦合的風機齒輪-發電機動力學模型建模方法，其特征在于：步驟二考慮了箱體結構特性、軸系系統的柔性、齒輪時變嚙合剛度和誤差，機械系統沿著軸線和繞軸線方向的運動，{x，y，z，θx，θy，θz}為廣義坐標，步驟三利用拉格朗日方程建立齒輪系統-電機的機械動力學模型為：式中，M為系統質量矩陣，Km與Cm分別為嚙合剛度與嚙合阻尼矩陣，Kb與Cb分別為支撐剛度與支撐阻尼矩陣，Kt與Ct分別為扭轉剛度與扭轉阻尼矩陣，KΩ、KA分別為向心剛度矩陣和切向剛度矩陣，CG為陀螺矩陣，θi為構件i的轉角，F為考慮電磁轉矩與電磁徑向力的外部力矩陣。3.根據權利要求2所述的剛柔-機電耦合的風機齒輪-發電機動力學模型建模方法，其特征在于：步驟四中，電磁力的表達公式為：F(t,θ)＝F0+∑∑Fuvcos(upwrt+vpθ+θ01)式中，F0是直流分量，Fuv為電磁力各次諧波的幅值，u為時間諧波階數，v是空間諧波階數，p為極對數，vp為徑向力的模數，表示徑向力在定子一周空
聲明：
“剛柔-機電耦合的風機齒輪-發電機動力學模型建模方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
428
編輯：中冶有色網
來源：重慶大學
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
2025年06月20日 ~ 22日 
