偏航制动系统是风电机组不可或缺的关键部件,其功能是保证风电机组稳定偏航和精准对风,避免风能损失。偏航制动器是偏航制动系统的主要执行机构,其制动性能的好坏直接决定着偏航制动系统和整个风电机组的运行安全性。在风电机组频繁的偏航和制动下,极易造成偏航振动失稳以及偏航制动器疲劳开裂等问题,其严重影响着各零部件的使用寿命。因此,开展偏航制动器制动稳定性以及抗疲劳性分析具有重要意义。本文在偏航制动系统分析探讨的基础上,通过理论分析、数值仿真等方法,结合数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)相关数据,开展偏航制动的稳定性以及偏航制动器抗疲劳性研究。主要的研究内容如下:(1)根据偏航制动系统工作原理分析偏航制动系统的传力路径,厘清偏航制动器工作特点;以某典型山地风场为例,提取SCADA系统中关于偏航制动的实测监控运行数据,分析24台风电机组2017年偏航运行与偏航制动次数的关系,然后运用非参数估计法,获得偏航运行周期。(2)根据偏航制动系统有关部件的工程图,通过Solidworks三维软件进行建模,导入到ABAQUS有限元软件中进行装配,结合SCADA系统相关数据,建立偏航制动系统有限元接触模型;根据GL规范,对偏航制动缸进行强度校核;并开展摩擦片与制动盘的接触压力分布以及偏航制动缸各接触面的受力分析。(3)建立偏航制动器稳定性有限元模型,利用有限元复特征值分析技术,开展偏航制动稳定性研究;结合不稳定倾向系数,探讨偏航制动过程中相关制动参数以及重要零部件结构参数、物理性能参数对制动稳定性的影响。(4)建立偏航制动缸单位载荷有限元模型,制定偏航制动缸的载荷谱;基于n Code Design-Life疲劳分析软件,建立偏航制动缸的S-N曲线,开展偏航制动缸的疲劳寿命分析;探讨偏航时间、材料以及相邻两缸壁厚对偏航制动缸的疲劳寿命的影响。