I denne afhandling præsenteres en metoderamme for modellering, analyse og aktiv vibrationsdæmpning af roterende vindmølleblade og rotorer. En strukturel model udvikles i form af rumlige bjælkelementer i en roterende referenceramme. Elementet indeholder en repræsentation af generelle, varierende tværsnitsegenskaber og antager små tværsnitsflytninger og rotationer, hvorved de tilhørende elastiske led og inertialled bliver lineære. Formuleringen beskriver på konsistent vis alle inertialled, inklusiv negativ centrifugalstivhed og gyroskopiske kræfter. Aerodynamisk lift antages at være proportionalt til den relative indfaldsvinkel, hvilket også giver en lineær form med ækvivalente stivheds- og dæmpningsled. Geometriske stivhedseffekter, herunder det vigtige stivhedsbidrag fra trækspændinger i ligevægt med centrifugalbelastningen, er inkluderede via en initialspændingsformulering. Elementet giver en præcis representation af egenfrekvenser og hvirvlende svingningsformer i det gyroskopiske system, og lavt aerodynamisk dæmpede kantvise svingningsformer identificeres. Ved indførelse af en metode for aktiv, kollokeret, resonansbaseret vibrationskontrol af fler-frihedsgradssystemer demonstreres det, at de grundlæggende svingningsformer af et isoleret vindmølleblad effektivt kan dæmpes via en aktiv trækstangsmekanisme. Vigtigheden af at inkludere effekten af modal baggrundsfleksibilitet demonstreres. Det vises endvidere at det er muligt at addressere flere svingningsformer med flere separate kontrolsystemer, når formerne er geometrisk vel adskilt. Til aktiv vibrationskontrol i trebladede vindmøllerotorer præsenteres en resonansbaseret metode, målrettet grupper bestående af en kollektiv og to hvivlende svingningsformer. Kontrolsystemet er baseret på det kendte format og introducerer et dobbelt format som adresserer henholdsvis den kollektive og de hvirvlende svingningsformer, via et delt sæt af kollokerede sensor/aktuator par. Kontroldelen til den kollektive svingningsform er afkoblet fra kontroldelen til de hvirvlende ...
Wind Turbine Rotors with Active Vibration Control
2011-03-01
Svendsen , M N 2011 , Wind Turbine Rotors with Active Vibration Control . DCAMM Special Report , no. S122 , Technical University of Denmark , Kgs. Lyngby, Denmark .
Book
Electronic Resource
English
DDC: | 629 |