عنوان

مدلسازی و بررسی رفتار دینامیکی سیستم انتقال قدرت توربین بادی در نرم افزار ‮‭AMESim‬

Number

‭۱۶۶۷۲پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مدلسازی و بررسی رفتار دینامیکی سیستم انتقال قدرت توربین بادی در نرم افزار ‮‭AMESim‬

First Statement of Responsibility

/محمد محبی کمالی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فنی مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۵‬

Name of Manufacturer

، راشدی

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی مکانیک - سیستم محرکه خودرو

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۱۱/۱۹‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

امروزه استفاده از انرژی های تجدید پذیر برای تولید انرژی در حال گسترش روز افزون است .در این میان استفاده از باد به عنوان منبع پاک، رایگان و در دسترس یکی از بهترین منابع است .در پایان سال ‮‭۲۰۱۵‬ تقریبا ‮‭GW ۹/۴۳۲‬ توان توسط باد تولید شده است که نسبت به سال قبل آن رشد تقریبا ‮‭GW ۶۳‬ داشته است .توربین باد دستگاهی هستند که انرژی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند .امروزه اکثر توربین های بادی از نوع توربین با محور افقی هستند .توقفات تعمیراتی بوجود آمده از جمله مواردی است که راندمان تولید توان سالیانه توربین ها را پایین می آورد .از جمله از مهمترین این توقفات توقفاتی است که در اجزاء سیستم انتقال قدرت، از جمله گیربکس بوجود می آید .این اجزاء به دلیل حجیم بودن و همچنین در ارتفاع بودن دارای توقفات طولانی مدت تری هستند .بنابراین با مدلسازی و شبیه سازی شرایط حاکم بر سیستم انتقال قدرت می توان رفتار دینامیکی اجزاء را شناسایی و نسبت به بهبود آنها اقدام کرد .در این پایان نامه برای مدلسازی سیستم انتقال قدرت توربین بادی از نرم افزار ‮‭AMESim‬ که محصول شرکت زیمنس می باشد استفاده شده است .در مرحله اول به منظور بدست آوردن فرکانس های طبیعی سیستم انتقال قدرت، از دمپینگ اجزاء صرفنظر کرده و سیستم انتقال قدرت را با در نظر گرفتن ممان اینرسی و سفتی هر یک از اجزاء شبیه سازی می کنیم .به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده برای فرکانس طبیعی توسط نرم افزار‮‭AMESim‬ ، این مدل به صورت تحلیلی مدلسازی گشته و معادلات حاکم بر هر یک اجزاء نوشته شده استو در نهایت با استفاده از ماتریس های جرم و سفتی بدست آمده و نیز معادله اولر لاگرانژ فرکانس های طبیعی سیستم را به صورت تحلیلی نیز بدست آمده و نتایج با نتایج بدست آمده نرم افزار مقایسه می شود .در مرحله دوم، مدل را با در نظر گرفتن دمپینگ پیچشی در شفت ها، سفتی هرتز، دمپینگ تماسی و همچنین بکلش بین دنده های گیربکس شبیه سازی کرده و شرایط حاکم بر سیستم انتقال قدرت به شرایط واقعی نزدیکتر می شود .در این حالت نیز فرکانس های طبیعی و شکل مدها بدست می آید .در نهایت با ارائه مدل برای نیروی آیرودینامیکی وارده بر توربین، سیستم انتقال قدرت را همراه با نیروی آیرودینامیک شبیه سازی نموده و اثرات تغییر سرعت باد بر سیستم بررسی می شود

Text of Note

Nowadays utilizing renewable energy sources for energy producing is extending more and more.Amongst renewable sources the wind, as a clean, cheap and accessible source is one of the best energy sources. At the end of 2015 a power about 432.9GW has been produced utilising wind energy which show a 63GW growth compared to the year before. A wind turbine is a device which converts wind energy to the electricity. Most of the wind turbines, these days, are of horizontal axis type turbines. The interruptions caused by maintenances is one of the cases which decreases the yearly production efficiency. Amongst all type of defects a broken power transmission unit and specifically a failed gearbox is of more importance. Because of their large sizes and the high installation heights, these units will cause much longer interrupts. So it is necessary to identify and enhance the dynamic behavior of these units by modeling and simulating the governing conditions of drivetrain system. In the current dissertation the "AMESim" software of SIEMENS has been used for modeling the drivetrain system of a wind turbine. At the first stage we are simulating each part by considering the inertial momentum and stiffness of components and neglecting the damping to acquire the natural frequencies of the drivetrain system. To validate the accuracy of the produced results by AMESim for the natural frequencies the system has been modeled analytically and the governing equations of each part have been determined and finally the natural frequencies have been acquired analytically as well, using the mass and rigidity matrixes and Euler-Lagrange equations, then these analytic results have been compared against the results produced by AMESim. At the second stage, the model is simulated by considering the rotational damping in shafts, hertz stiffness, contact damping as well as gearbox's gears backlashes, so the conditions of the drivetrain system get closer to the practical conditions. The natural frequencies and the mode shapes has been acquired as well. Finally by presenting the model of the applied aerodynamic force to the turbine, the drivetrain system is modeled considering the aerodynamic force and the effects of the wind speed variation is scrutinized

محبی کمالی، محمد

جهانی، کمال، استاد راهنما

بیگلری، حسن، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی