风电机组传动链的动力学仿真研究
风力发电机组的控制系统设计与仿真
风力发电机组的控制系统设计与仿真一、引言风力发电作为可再生能源的一种重要形式，受到越来越多国家和地区的广泛关注和重视。
风力发电机组的控制系统对于提高发电效率和确保机组安全稳定运行具有至关重要的作用。
本文旨在介绍风力发电机组的控制系统设计和仿真，并探讨其在风力发电行业中的重要性和应用前景。
二、控制系统设计1. 控制系统架构风力发电机组的控制系统通常包括主控制器、传感器、执行器和通信模块等组成部分。
其中，主控制器负责整个系统的运行控制和监测；传感器用于采集风速、转矩、温度等参数；执行器控制叶片角度、转速等；通信模块用于与外部网络进行数据交互。
2. 控制策略风力发电机组的控制策略包括风轮转速控制、叶片角度控制和电网连接控制等。
其中，风轮转速控制可以通过调整叶片角度和变桨控制实现，以优化风轮在不同风速下的转速；叶片角度控制可以根据风速和转速等参数进行自适应调整，以达到最佳发电性能；电网连接控制包括对电力系统的稳定性和功率因数等进行监测和调整。
3. 仿真模型设计为了对风力发电机组的控制系统进行仿真验证，需要建立相应的仿真模型。
仿真模型应包括风速、转速、叶片角度和发电功率等参数，并结合风场条件和机组特性进行模拟。
在仿真过程中，可以通过改变参数和策略，评估不同控制系统设计对机组性能的影响，并找出最优解。
三、仿真应用与优化1. 性能评估通过仿真模型，可以对不同控制系统设计的风力发电机组进行性能评估。
包括发电效率、稳定性和可靠性等方面的指标。
根据评估结果，可以对控制系统进行优化设计，提高发电机组的整体性能。
2. 变桨控制优化变桨控制是风力发电机组中的重要环节，直接影响着叶片的角度和风轮的转速。
通过仿真模型，可以对不同变桨控制策略进行比较和优化。
例如，调整叶片角度的时机和角度范围，以提高风力发电机组的发电效率和稳定性。
3. 智能优化算法应用利用智能优化算法，可以对风力发电机组的控制系统进行优化设计。
例如，遗传算法、模糊控制和人工神经网络等算法可以结合仿真模型，寻求最佳的控制策略和参数配置，以提高机组的发电效率和适应性。
风电场建模和仿真研究
风电场建模和仿真研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展，风电作为一种清洁、可再生的能源形式，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
风电场作为风电能源的主要载体，其运行效率、经济效益及安全性直接决定了风电产业的健康发展。
因此，对风电场进行精确建模与仿真研究，对于提升风电场的设计水平、优化运行策略、预测和评估风电场的性能具有重要的理论价值和现实意义。
本文旨在全面系统地探讨风电场的建模与仿真技术，通过对风电场各个组成部分的深入分析，构建一个真实反映风电场运行特性的仿真模型。
本文首先对风电场的基本原理和结构进行概述，介绍风电场的主要组成部分及其功能；接着，详细阐述风电场建模的关键技术，包括风力发电机组模型、风电场电气系统模型、风电场控制系统模型等；然后，介绍风电场仿真的基本流程和方法，包括数据收集、模型构建、仿真实验及结果分析等；结合具体案例，展示风电场建模与仿真技术在风电场设计、运行优化和性能评估中的应用。
通过本文的研究，希望能够为风电场的设计、运行和管理提供有益的参考和指导，推动风电产业的可持续发展。
二、风电场建模基础风电场建模是研究风电能转换、风电系统运行及风电场优化布局的重要手段。
建模的准确性直接关系到风电场运行的安全性和经济性。
风电场建模主要基于风电机组的运行特性、风电场的布局、地形地貌、气象条件以及电网接入方式等因素。
在风电场建模过程中，首先需要对风电机组进行单机建模。
这通常涉及风电机组的空气动力学特性、机械动力学特性、电气控制特性等方面的研究。
其中，空气动力学特性主要研究风轮对风能的捕获能力，机械动力学特性关注风电机组在风载荷作用下的动态响应，而电气控制特性则关注风电机组的能量转换和并网控制。
除了单机建模外，风电场建模还需要考虑风电场的整体布局。
风电场的布局直接影响到风能的分布、风电机组之间的相互干扰以及风电场的整体发电效率。
因此，在建模过程中，需要综合考虑地形地貌、风向风速分布、湍流强度等因素，以确保风电场布局的合理性。
风能发电系统的建模与仿真
风能发电系统的建模与仿真随着对可再生能源的需求日益增长，风能发电作为一种环保、高效的能源来源受到了广泛关注。
为了更好地发展和优化风能发电系统，建模与仿真成为了不可或缺的工具。
通过建立一个准确的模型，并进行仿真分析，可以帮助我们深入了解风能发电系统的性能特点，优化系统配置，并为系统的实际运行提供参考。
首先，风能发电系统的建模是指根据系统的物理特性和工作原理，利用数学方程和模型描述系统的各个部分，并建立它们之间的关系。
常见的风能发电系统包括风力发电机、风轮、发电装置等。
对于风力发电机的建模，可以采用机械力平衡方程和电磁特性方程来描述其工作原理。
机械力平衡方程考虑了风力和机械转动阻力之间的关系，电磁特性方程描述了转动部件与发电机之间的能量转换过程。
通过对这些方程进行求解，可以得到风力发电机的转速、转矩等关键参数。
对于风轮的建模，可以考虑风轮受到的风力和转动部件的质量、惯性等因素的影响。
风力的影响可以由风力模型来描述，包括风速、风向等参数。
转动部件的影响可以通过质量和惯性的计算来体现。
综合考虑这些因素，可以得到风轮的转速、转矩等性能指标。
发电装置的建模是为了研究风能发电机的发电输出。
这一部分的建模主要关注风力发电机与发电设备之间的能量转换过程。
通过建立电气特性方程，可以计算风力发电机的输出电流、电压等关键参数。
而发电设备的模型则可以考虑电功率变换、电压变换等过程。
在建模的基础上，进行仿真分析可以帮助我们更加深入地理解风能发电系统的性能特点，并提出系统优化的方案。
通过改变模型中的参数和条件，我们可以研究不同风速、转速等条件下系统的响应情况，进而确定系统的最佳配置。
此外，仿真还可以帮助我们评估系统的可靠性、稳定性等指标，为系统的实际运行提供参考。
在进行仿真分析时，需要注意一些关键的参数和条件的选择，以确保结果的准确性。
首先，选择合适的风速范围和变化规律，以模拟实际工作环境中的风力情况。
其次，需要合理选择风能发电系统的组件参数，以保证模型的可靠性和准确性。
本科毕业论文-—风力发电系统控制模型建立和仿真分析
摘要风能作为一种清洁的可再生能源，在当今能源短缺的情况下，变的越来越重要。
由于风的不稳定性和风力发电机单机容量的不断增大，使风力发电系统和电网的相互影响也越来越复杂，因此，对风力发电系统功率输出的稳定性提出了更高的要求。
控制系统对提高风力发电系统功率输出的稳定性有很大的作用，所以有必要对控制系统和控制过程进行分析。
本设计主要依据风力发电机组的控制目标和控制策略，通过使用电力系统动态模拟仿真软件PSCAD/EMTDC，建立变桨距风力发电机组控制系统的模型。
为了验证控制系统模型的可用性，建立风力发电样例系统模型，对样例系统进行模拟仿真，并对所得的仿真结果进行了分析，从而证实了风力发电机组控制系统模型的可用性,然后得出了它的控制方法。
通过对风力发电机组控制系统的模拟仿真，可得如下结论：风力发电机变浆距控制属非线性动态控制，在风力发电机组起动时，通过改变桨叶节距来获得足够的起动转矩，达到对风轮转速的控制的目的；当风速高于额定风速时，通过自动调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，满足风力发电系统输出功率稳定和功率曲线优化的双重要求。
关键词：风力发电；控制系统；PSCAD/EMTDC；仿真分析AbstractThe wind energy which is used as a kind of clean and reproducible energy, nowadays gets more and more important in the energy scarcity cases. Because instability of the wind and continuous enlarging capacity of the single machine in wind power generation, mutual effect between the wind power system and the grid is more and more complicated, so the higher demand is brought forward about the stability of output power of the wind power generation system. The control system may enhance the stability of output power, therefore we have the necessity to analyses control system and the control processes.The design mainly bases on the control target and strategies of the wind power generation. We have established the alterable pitch control model using the power system dynamic simulation software PSCAD/ EMTDC. Also we have established the model of the wind power system for validating the usability of the controller model. We have simulated the whole system and analyzed the result of simulation, and confirmed the usability of the controller model and its control method.We have simulated the control system model of the wind power generation, and got a conclusions: The alterable pitch control of wind power generation is the non-linear dynamic control, control system changed pitch angle for acquiring starting torque while the wind power generation started; we adjusted the pitch angle for changing angle which airflow blow vane , when the wind speed exceed rated speed, then changed the torque of aerodynamics for Satisfing dual demand which are steady power output of the wind power generation and optimizing the power curve .Keywords: Wind power generation; Control system; PSCAD/ EMTDC; Simulation and analysis毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
风力发电机组系统建模与仿真研究
风力发电机组系统建模与仿真研究一、概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了广泛关注。
风力发电机组作为风力发电的核心设备，其性能优化和系统稳定性对于提高风电场的整体效率和经济效益具有重要意义。
对风力发电机组系统进行建模与仿真研究，不仅可以深入了解风力发电机组的运行特性和动态行为，还可以为风力发电系统的优化设计、故障诊断和性能提升提供理论支持和技术指导。
风力发电机组系统建模与仿真研究涉及多个学科领域，包括机械工程、电力电子、自动控制、计算机科学等。
建模过程需要考虑风力发电机组的机械结构、电气控制、风能转换等多个方面，以及风力发电机组与电网的相互作用。
仿真研究则通过构建数学模型和计算机仿真平台，模拟风力发电机组的实际运行过程，分析不同条件下的性能表现和动态特性。
近年来，随着计算机技术和仿真软件的不断发展，风力发电机组系统建模与仿真研究取得了显著进展。
各种先进的建模方法和仿真工具被应用于风力发电机组系统的研究中，为风力发电技术的发展提供了有力支持。
由于风力发电的复杂性和不确定性，风力发电机组系统建模与仿真研究仍面临诸多挑战，需要不断探索和创新。
本文旨在对风力发电机组系统建模与仿真研究进行全面的综述和分析。
介绍风力发电机组的基本结构和工作原理，阐述建模与仿真的基本原理和方法。
重点分析风力发电机组系统建模与仿真研究的关键技术和挑战，包括建模精度、仿真效率、风能转换效率优化等方面。
展望风力发电机组系统建模与仿真研究的发展趋势和未来研究方向，为风力发电技术的持续发展和创新提供参考和借鉴。
1. 风力发电的背景和意义随着全球能源需求的不断增长，传统能源如煤炭、石油等化石燃料的消耗日益加剧，同时带来的环境污染和气候变化问题也日益严重。
寻找清洁、可再生的能源已成为全球关注的焦点。
风能作为一种清洁、无污染、可再生的能源，正受到越来越多的关注和利用。
风力发电技术作为风能利用的主要方式之一，具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
风力发电机的建模及动态仿真
Ed′= -
xm x2 + xm
Q
E q′=
xm x2 + xm
D
( 12)
Q= -
x
2
+ xm
x
mE
′ d
D=
x
2
+ xm
x
m
E
′ q
( 13)
p
Q= -
x
2
+ xm
x
mp
E
′ d
p
D=
x
2
+ xm
x mp
E
′ q
( 14)
根据转子电压方程 D 轴
R 2iD + x 2 + x mp E ′ q - ( xm
x= x1+ xm 3. 3 电磁暂态过程方程式 从( 5) 式 D 轴转子磁链方程得
iD =
x2
x +
m
x
m
id
+
1 x2 + xm
D
( 6)
把( 6) 式代入 d 轴定磁链方程得
d=-
x ′id +
E
′ q
( 7)
式中 x ′——暂态电抗
x ′=
x1 +
xm -
x2
x
2 m
+ xm
=
x1 +
x2 x2 +
叙词 风力发电机 建模 动态仿真
Building Model and Dynamic Simulation on Windmill Generator
X in Jiang Institute of T echnolo gy Hou Shuhong, Lin Hong, Chao Qin, Zu Lati
风力发电机组系统建模与仿真研究
风力发电机组系统建模与仿真研究发表时间：2020-12-24T03:30:01.321Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第21期作者：张志强[导读] 在技术和经济发展方面，风力发电已经具备了与原煤和核电厂竞争的市场竞争能力。
甘肃龙源风力发电有限公司甘肃兰州 730050摘要：本文分析了风力发电机组系统建模与仿真研究的现状，对风力发电机组的系统建模与仿真设计分别进行了研究，希望对风力发电机组的系统建模与仿真的研究有所帮助。
关键词：风力发电机组；系统建模；仿真研究新能源发电技术在全球范围内取得了长足的进步。
我国的风能资源丰富，作为可再生资源的“清洁能源”，风力发电变得越来越重要。
在技术和经济发展方面，风力发电已经具备了与原煤和核电厂竞争的市场竞争能力。
通过建立风速发电机组模型和关键技术研究方法，建立了风速发电机组的离散系统分析模型，利用建立的分析模型针对分离发电机在各种工况下的性能以及它的动力学的特性进行了分析。
离散系统模型包括离散系统输出功率传输链模型，结构动力学分析模型和控制方法分析模型。
非线性输出功率传输链模型的关键是研究风速发电机将风转换为电磁能的全过程。
关键考虑因素是风电特性，叶轮流体力学，减速齿轮箱模型和发电机组模型。
流体力学的研究也是离散系统输出动力传输链研究的基础。
结构动力学分析模型是研究风能发电机整个运行过程中结构振动和变形条件的关键。
控制方法分析模型的关键是研究控制方法以获得风速发电机组的最高输出功率。
由于结构动力学分析模型和控制方法分析模型的建立必须考虑到风速发电机组内部组件的耦合效应，因此只有在建立输出功率传输链模型之后才能建立这两个模型[1]。
1风力发电机组系统建模与仿真研究现状由于系统的模型是系统分析特性的必要条件，因此，建立精确的风机模型已成为许多研究者关注的焦点。
风速发生器是一个复杂的非线性系统，很难建立准确的动力学模型。
考虑的元素越多，系统软件的顺序就越高，并且详细考虑的各种元素的动态响应相距甚远，这将导致风力涡轮机构成病态的系统软件。
风力发电机组的动力学与控制系统设计
风力发电机组的动力学与控制系统设计一、引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源，受到越来越多国家和地区的广泛关注和推广。
风力发电机组作为风能转化为电能的重要设备，其动力学和控制系统设计对发电机组的稳定性、效率和可靠性至关重要。
本文主要探讨风力发电机组的动力学特性以及相应的控制系统设计。
二、风力发电机组的动力学特性1. 动态响应特性风力发电机组的动态响应特性是指在外部风速变化或负载变化的条件下，发电机组的功率调节性能和稳态响应特性。
其中，功率调节性能是指发电机组在风速变化时及时调整产生的功率；稳态响应特性是指发电机组在负载变化时及时调整产生的功率。
在设计动力学和控制系统时，需要考虑发电机组的动态响应速度、精度和稳定性。
提高发电机组的动态响应速度可以使其更好地适应风速和负载的变化，提高发电机组的动态响应精度可以减小功率调节误差，提高发电机组的稳定性可以避免过载或失速等故障。
2. 动态模型建立为了研究风力发电机组的动态响应特性，需要建立相应的动态模型。
常见的风力发电机组动态模型包括机械振动模型、气动模型和电磁模型。
机械振动模型用于描述风轮和发电机组的机械振动特性，包括弯曲振动、扭转振动和塔架振动等。
气动模型用于描述风轮受到风速和空气动力的影响，包括风轮的转速、风轮的载荷和风轮的输出功率等。
电磁模型用于描述发电机组的电磁特性，包括发电机的电压、电流和发电机的输出功率等。
建立风力发电机组的动态模型可以帮助设计和优化控制系统，提高发电机组的性能和可靠性。
三、风力发电机组的控制系统设计1. 控制目标风力发电机组的控制系统设计的目标是使发电机组在不同的工作条件下（包括不同的风速和负载）能够保持稳定的工作状态，并且提供最大的功率输出。
控制系统需要实时监测风速和负载的变化，并根据这些变化调整发电机组的运行状态。
通过调整发电机组的转速、转矩和叶片的角度等参数，可以实现对发电机组的功率输出进行控制。
2. 控制策略常见的风力发电机组控制策略包括变速控制和变桨控制。
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风电机组传动链的动力学仿真研究杨扬;齐涛;苏凤宇;董姝言;何海建;晁贯良【摘要】针对风电机组传动链在工作转速范围内的扭转共振问题,基于GL2010标准,结合动力学仿真软件SIMPACK和有限元分析软件ANSYS,建立了某兆瓦级风电机组传动链的多柔体动力学仿真模型,并使用模态分析方法对传动链动力学仿真模型进行了频域响应分析,基于2D坎贝尔图和模态能量分布图,筛选出了传动链的潜在共振点,最终通过时域仿真分析,对相关部件的加速度进行了傅里叶变换,进一步验证了该潜在共振点是否是实际的危险共振点.研究结果表明,该机型风电机组传动链不存在危险的共振频率,在工作转速范围内能够安全稳定地运行;该方法可为风电机组的稳定性和可靠性设计提供依据.%Aiming at the problems of torsional resonance of the wind turbine drive chain in its working speed range, the multi-flexible body dynamics simulation model of MW wind turbine drive chain was built based on dynamic simulation software SIMPACK and FE analysis soft-ware ANSYS according to GL2010 standard. The frequency domain response analysis of the dynamic simulation model of the drive chain was carried out through modal analysis method and its potential resonance frequencies were selected based on 2D campbel and modal energy dis-tribution diagrams. Finally the time domain simulation analysis was conducted and the Fourier transform of the acceleration of the relevant parts was carried out to further verify whether the potential resonance frequencies were the actual resonance frequencies. The results indicate that there is no dangerous resonance frequency of the wind turbine drive train, so it can run safely and stably in its working speedrange. This method can provide the reference basis for the stability and reliability design of the wind turbine.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2017(034)007【总页数】7页(P702-707,735)【关键词】风电机组;传动链;扭转共振;动力学仿真模型;时域仿真【作者】杨扬;齐涛;苏凤宇;董姝言;何海建;晁贯良【作者单位】许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TH113.1;TK83传动链是风电机组重要的组成部分，内部包含大量旋转运动的零部件。
在机组运行过程中，由于风载的随机变化、电网的不稳定波动及内部各零部件柔性变形等因素的影响，传动链经常受到振荡扭矩的作用，极易出现剧烈的共振现象，导致风电机组停机或破坏[1]。
因此开展传动链的动态特性及扭转共振问题研究，对于及时发现传动链的危险共振点和设计薄弱环节，从而优化机组设计和提高风电机组稳定性具有十分重要的指导意义[2]。
国内外许多学者对风电机组传动链的动力学特性进行了研究，陈严等人[3]采用弹簧-质量-阻尼结构建立了风电机组传动系统的刚性轴和柔性轴模型并进行了紊流场仿真分析；海森等[4]对风电齿轮箱采用纯扭转、六自由度-刚体和多自由度-多柔体3种建模方法对齿轮箱的动态特性进行了研究，证明了多柔体建模方法的优越性；金鑫[5]采用ADAMS软件建立了风电机组传动链的非线性动力学模型，并与Matlab联合仿真实现了结构与控制之间的耦合；王建宏[6]对风力发电机传动系统的动力学特性进行了深入研究，简历了整机柔性多体系统动力学模型，模拟了风力发电机的动态响应；南高齿应用ANSYS有限元软件对2.5 MW风电机组进行了传动链动力学分析[7]；黄宜森等[8]通过对各种风机传动形式的比较分析，设计了1.5 MW低速风机的最佳结构形式，并对传动链进行了动力学建模与模态分析，验证了结构设计的可靠性。
本研究将以柔性多体动力学理论及GL2010标准为建模标准，考虑相关零部件的扭转、轴向及弯曲自由度，基于SIMPACK和ANSYS建立某兆瓦级风电机组传动链的柔性多体动力学仿真模型，通过频域和时域仿真研究，得到传动链的扭转固有频率、能量图及坎贝尔图并最终确定其有无危险共振点，为风电机组的稳定性和可靠性设计提供参考。
风电机组传动链是指从风轮到发电机的所有传递扭矩的部件，主要由叶片、轮毂、主轴、轴承、齿轮箱、联轴器、发电机、弹性支撑等部件组成。
传动链的动力学行为取决于各组成部件的质量、转动惯量、刚度和阻尼等属性[9]。
因此其仿真计算中输入的各零部件的质量、转动惯量、刚度和阻尼等参数，将影响着机组传动链系统的动力学仿真结果。
传动链系统建模所需具体参数包括：(1)定位参数。
各轴承、部件及弹性支撑等的定位尺寸；(2)轮毂、柔性体部件。
三维模型、材料参数；(3)质量参数。
各刚体部件的质量、质心及转动惯量；(4)联轴器参数。
刚度、阻尼系数；(5)弹性支撑。
刚度、阻尼系数；(6)轴承。
6个方向刚度、阻尼系数；(7)发电机参数。
功率外特性曲线。
本研究所研究风电机组传动链为某MW级风机传动链，机组基本参数为：3叶片，水平轴，上风向风机；变桨式风轮；主轴与齿轮箱集成为一体；两级行星一级平行传动齿轮箱，24个圆周分布弹性支撑；弹性膜片联轴器；兆瓦级双馈异步发电机，四点弹性支撑。
2.1 传动链系统拓扑结构机组传动链系统属于复杂非线性强耦合多自由度系统，建模之前需要确定正确而合理的拓扑图，该拓扑结构既应该能正确处理各部件的刚柔性以反映柔性传动链的动力学特性，又需在保证建模正确性的前提下，尽可能地减小模型的复杂程度以减小计算量与计算时间[10]。
根据GL2010标准，风电机组传动链动力学模型应包含零部件及零部件刚柔性要求如表1所示。
结合传动链实际运行中的受载情况及载荷传递路径，本研究在SIMPACK中采用相关铰接和力元来模拟各部件之间的连接关系及载荷传递，最终绘制出笔者所研究的风电机组传动链的拓扑结构，如图1所示。
2.2 传动链系统动力学模型建立风电机组传动链系统不能完全简化成刚体模型，而应视为一个复杂的弹性连续体进行建模研究[11]，本研究采用柔性多体动力学分析方法建模，具体建模标准参照GL2010标准。
2.2.1 柔性体建模叶片通过采用SIMPACK中的Rotor Generation模块生成3段柔性体仿真模型，各段之间固定连接。
需要输入的叶片数据包含物理属性和结构属性及几何描述文件(.rbl文件和.rbx文件)。
叶片仿真模型如图2所示。
齿轮箱内的主轴、齿轮轴等部件被等效为柔性体，本研究采用SIMPACK和ANSYS软件联合建立其柔性体仿真模型，柔性体的变形是通过模态坐标来表示的，由于柔性体自由度过大，为减少结构自由度并节省计算仿真时间，要求对结构有限元模型首先进行子结构分析。
本研究采用ANSYS对结构有限元模型自由度进行缩减，提取主自由度并进行模态分析，其中主节点与从节点之间采用了柔性多点约束技术来模拟力的传递。
计算完成后，笔者将模型的.cdb文件，.sub文件及.rst文件导入SIMPACK生成柔性体输入文件(.fbi文件)，再将该文件导入SIMPACK中即可生成柔性体仿真模型，该模型包含了柔性体的质量属性、模态和阻尼等信息。
2.2.2 刚性体建模本研究将轮毂、行星架、齿轮箱箱体、主机架及发电机等部件考虑为刚性体，在SIMPACK中通过导入三维CAD几何模型作外形显示，并输入正确的质量、质心位置及惯性矩等参数建立刚体模型，其中轮毂和行星架的扭转刚度通过有限元软件ANSYS进行计算，并在SIMPACK中采用FE13号力元进行模拟。
联轴器则被等效为4段刚体，采用3个扭转弹簧连接来模拟其柔性特征，3个扭转弹簧采用旋转铰接和FE13号力元来模拟，联轴器动力学模型与拓扑图如图(3～4)所示。
2.2.3 弹性支撑及轴承等力元建模齿轮副之间的啮合通过FE225号力元来模拟；齿轮箱的弹性支撑和发电机的弹性支撑在SIMPACK中则采用FE5号弹簧阻尼力元来模拟，其刚度由厂家提供的数据确定，阻尼则通过公式计算得到；传动链中的轴承采用FE43号力元来模拟。
最终本研究根据传动链的拓扑结构图，并结合建模所需的参数，最终传动链多柔体动力学仿真模型如图5所示。
风电机组传动链动力学研究的主要目的是找出传动链系统中的潜在共振点。
动力学分析的结果是坎贝尔图，用来表征激励频率和特征频率之间的关系，对固有频率的研究应包括每个模态变形下的能量分布。
为找出潜在共振区域，本研究根据GL2010标准，首先通过对模型进行静平衡分析，得到传动链的理论固有频率。
然后分别进行切入、额定和切出3个工况下的频域分析，即动平衡计算及模态分析，得到2D坎贝尔图，再结合模态能量分布图找到潜在共振点。
最后对模型进行时域分析，进一步甄别共振点。
本研究中风电机组传动链发电机工作转速范围为930 r/min～2 070 r/min，需要关注的激励频率为风轮轴1P/2P/3P/6P转频、齿轮轴1P/2P/3P转频和齿轮1P/2P/3P啮合频率，可以根据风电机组切入、额定和切出转速以及各级传动比计算得到。
3.1 静平衡分析静平衡分析目的是求出轮毂与发电机转子之间的扭转刚度，通过得到传动链系统的一阶理论固有频率，为后续模态分析提供参考，频率如下所示：式中：k—传动链的扭转刚度，I—传动链的转动惯量。