共轭加载式风电机组地面试验平台的非扭矩五自由度载荷空间解耦研究

张波; 李林安; 曾炎涛; 李传崴; 周传迪; 李永学

doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2399

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共轭加载式风电机组地面试验平台的非扭矩五自由度载荷空间解耦研究

更新时间：2026-07-21

- 共轭加载式风电机组地面试验平台的非扭矩五自由度载荷空间解耦研究
- 共轭加载式风电机组地面试验平台的非扭矩五自由度载荷空间解耦研究
- 太阳能学报 2026年47卷第5期页码：298-306
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2399
  中图分类号： TM614
- 网络首发：2026-06-04，
  
  纸质出版：2026
- 稿件说明：
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张波, 李林安, 曾炎涛, 等. 共轭加载式风电机组地面试验平台的非扭矩五自由度载荷空间解耦研究[J]. 太阳能学报, 2026,47(5):298-306.

张波, 李林安, 曾炎涛, et al. 共轭加载式风电机组地面试验平台的非扭矩五自由度载荷空间解耦研究[J]. 2026, 47(5): 298-306.
张波, 李林安, 曾炎涛, 等. 共轭加载式风电机组地面试验平台的非扭矩五自由度载荷空间解耦研究[J]. 太阳能学报, 2026,47(5):298-306. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2399.

张波, 李林安, 曾炎涛, et al. 共轭加载式风电机组地面试验平台的非扭矩五自由度载荷空间解耦研究[J]. 2026, 47(5): 298-306. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-2399.

摘要

利用地面试验平台对风电机组机舱传动链进行机械测试能有效模拟机组在复杂环境的受载情况

平台常用的多点多位置加载的共轭加载方式施加非扭矩五自由度载荷具有强耦合性

该文针对共轭加载式精确加载力计算与科学加载位置问题进行载荷空间解耦研究。建立共轭加载式系统结构的参数模型

并进行结构受力分析;基于加载轴静力学平衡关系

推导全耦合和无附加弯矩分量情况下加载力与非扭矩载荷的两种转化矩阵关系;得到非扭矩载荷的空间解耦公式

在此基础上进行计算和对比研究发现无附加弯矩时轴向加载力对称放置最为科学

并依此将转化矩阵缩聚为转化方阵;进一步使用条件数判据进行参数稳定性分析

给出工程应用的参数选取标准;最后根据静态和动态加载载荷算例进行空间解耦计算和校核。

Abstract

Using a test rig to conduct mechanical testing on the wind turbine drive-train can effectively simulate the loading conditions the turbine experiences in complex environments. The conjugate loading method with multi-point and multi-position loading

commonly employed in the test rig for applying non-torque 5-DOF loads

exhibits strong coupling characteristics. This paper studies the spatial decoupling of loads to address the precise loading force calculation and scientific loading position problem of the conjugate loading method. A parametric model of the conjugate loading method system is established

and structural force analysis is conducted. Based on the static equilibrium relationship of the loading axis

two conversion matrix relationships between the loading force and non-torque loads are derived under full coupling and no additional moment component conditions. The spatial decoupling formula for non-torque loads is obtained

and calculations and comparative studies reveal that symmetrical placement of axial loading forces is optimal when no additional bending moment component exists. Accordingly

the conversion matrix is condensed into a square conversion matrix. Furthermore

parameter stability analysis is performed based on the condition number criterion

and parameter selection standards for engineering applications are proposed. Finally

spatial decoupling calculations and verification are conducted through static and dynamic loading case studies.

关键词

Keywords

references

QIAN P, ZHANG D H, TIAN X G, et al.A novel wind turbine condition monitoring method based on cloud computing[J]. Renewable energy, 2019, 135: 390-398.

丁显, 徐进, 黎曦琳, 等. 融合维纳过程和粒子滤波的风力发电机轴承剩余寿命预测[J]. 太阳能学报, 2022, 43(12): 248-255.

李浩, 朱才朝, 谭建军, 等. 风电机组用滑动轴承研究现状与发展趋势[J]. 太阳能学报, 2024, 45(5): 77-85.

宋斌, 胡书举, 孟岩峰, 等. 大型风电机组传动链地面试验工况模拟技术研究综述[J]. 可再生能源, 2018, 36(5): 730-736.

陈棋, 李丹阳, 刘宏伟, 等. 风电机组传动链地面测试系统载荷模拟技术[J]. 浙江大学学报(工学版), 2021, 55(2): 299-306.

刘松. 大型风电机地面试验平台加载装置设计研究[D]. 上海: 华东理工大学, 2020.

陈开. 大功率风机载荷模拟多缸加载装置研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2020.

LI D Y, GU Y J, LIU H W, et al.Multi-degree-of-freedom load reproduction by electrohydraulic digital-servo loading for wind turbine drivetrain[J]. Energies, 2023, 16(12): 4659.

殷秀兴, 林勇刚, 叶杭冶, 等. 复现风力机五自由度载荷的主动静压加载控制[J]. 太阳能学报, 2018, 39(11): 3185-3192.

SCHKODA R F.Static uncertainty analysis of a wind turbine test bench's load application unit[C]//2015 American Control Conference (ACC). Chicago, IL, USA, 2015: 3150-3155.

KOCK S, JACOBS G, BOSSE D, et al.Friction as a major uncertainty factor on torque measurement in wind turbine test benches[J]. Journal of physics: conference series, 2018, 1037(6): 062001.

GIGUÈRE P, WAGNER J R. Experimental verification of predicted capability of a wind turbine drivetrain test bench to replicate dynamic loads onto multi-megawatt nacelles[J]. Wind engineering, 2022, 46(4): 1047-1064.

刘作辉, 金宝年, 马文勇. 大型风电机组整机测试用全工况载荷施加技术及装备研究[J]. 风能, 2013(4): 70-73.

SIDDIQUI M O, EICH N, EUSTORGI K, et al.Implementation and experimental validation of a dynamic model of a 10 MW nacelle test bench load application system[J]. Journal of physics: conference series, 2020, 1618(3): 032044.

DEMKO S.Condition numbers of rectangular systems and bounds for generalized inverses[J]. Linear algebra and its applications, 1986, 78: 199-206.

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