坎贝尔图(Campbell Diagram)是风力发电机组动力学分析中的重要工具,用于评估系统的振动特性,尤其是临界转速和共振风险。
由于共振会导致严重的振动,甚至损坏风机设备。
坎贝尔图展示了风机的固有频率与转速之间的关系,帮助工程师识别系统在运行过程中可能发生的共振问题。
1. 横轴(X轴):表示转子的转速,通常单位为RPM(转/分钟)。
2. 纵轴(Y轴):表示系统的固有频率,通常单位为Hz。
3. 曲线:a固有频率曲线:表示系统在不同转速下的固有频率。
b激励频率线:通常是转速的倍数(如1×、2×、3×转速线),表示风电机组常见的激励频率。
1.临界转速:当固有频率曲线与激励频率线相交时,表示系统在该转速下可能发生共振,这个转速称为临界转速。需要避免设备长时间运行在临界转速附近。
2.共振区域:交点附近的区域是潜在的共振风险区,需要采取措施来避免振动过大。
1.叶轮旋转频率:通常是1×转速频率。
2.叶片通过频率:由于风力机通常有多个叶片,叶片通过塔架时会产生周期性激励,频率为叶片数量×转速频率。
3.塔架和支撑结构的固有频率:需要确保这些频率不与激励频率重合,以避免共振。
坎贝尔图是旋转机械设计和运行中的重要工具,能够帮助工程师识别临界转速和共振风险,从而优化设计、提高系统可靠性和安全性。
在风力发电机中,坎贝尔图对确保叶轮、主轴和塔架的动态稳定性尤为重要。