風力発電の再生可能エネルギー発電の割合が増加し、風力発電機の単体容量が増加している中、風力発電機の直列補償回路の出力によって起こる次同期振動問題も顕著になっています。このため、本稿では軸系捩れ振動特性の分析を通じて、次同期振動問題の解決に貢献することを目的としています。トランスミッションシャフト、プラネタリギアシステムおよび平行ギアペアの捩れ振動モデルと運動微分方程式を基に、風力発電システムの各質量ユニット間の状態量の伝達関係を導出し、リッカティ伝達行列法を用いてシャフト系の捩れ振動固有特性を計算し、最後に1.5MWのダブルフィード風力発電機を例に取り、この方法で得られた計算結果と従来の計算結果を比較し、歯車の噛み合い剛性の変化が主要な固有周波数に与える影響を分析しました。その結果、歯車の噛み合いを考慮した風力発電機の捩れ回転モデルで得られた捩れ振動特性は、単純な集中質量モデルを用いた計算結果と比較してより正確であり、これは次同期振動の発生メカニズムを解明するための理論的基盤を提供します。

風力発電機; 軸系; 捩れ振動; プラネタリギア; 状態量; 伝達行列法; 固有周波数