盘式制动器是兆瓦级风力发电机组的重要组成部分,其特点是制动过程中的高速重载。由于制动器各构件间相互作用以及摩擦生热的影响,使得制动器在初始制动转速、弹簧制动力、制动副间摩擦系数不同时发生不同程度的振动以及制动不稳定的问题。本文建立了包括制动钳体、制动弹簧、补偿机构的制动器机械总成的多体动力学模型与热-机耦合模型,研究接近实际工况的制动过程中,制动参数对制动器主要构件动态特性以及制动稳定性的影响,找到减小振动、实现稳定制动的最佳制动参数组合,主要研究内容如下:(1)基于多体动力学理论建立了兆瓦级风电盘式制动器机械总成的多柔体动力学模型,该模型中还包含了制动弹簧、主动钳、被动钳、补偿机构。研究了由于制动过程中,弹簧制动力的不稳定、构件间相互作用下,制动参数对制动闸片受力以及制动器主要构件动态特性的影响。结果表明:随着制动参数增大,制动闸片受力变化幅度都变大,制动弹簧的弹簧力变化幅度变大,制动器主要构件的振动也更加剧烈。(2)基于热-机耦合中摩擦生热理论建立了简化的兆瓦级风电盘式制动器热-机耦合模型,并将制动闸片不同受力作为边界条件加载到该模型中。分析了制动过程中,制动器温度场、应力场的分布及随时间的变化情况。研究了制动过程中,弹簧制动力不稳定、构件间相互作用、制动副间摩擦生热作用下,制动参数对制动器动态特性的影响。结果表明:随着制动参数的增大,制动闸片与制动盘的振动也更加剧烈。(3)利用Sperling振动台架试验所揭示的影响振动的因素-振动体加速度的变化率、振动动能,得到了制动器制动稳定性的研究方法。分析了制动参数对制动盘轴向加速度随频率分布的影响,并将该结果应用到制动器制动稳定性指数的计算中。利用制动稳定性指数找出实现稳定制动的途径。结果表明:当制动副间摩擦系数确定时,通过制动稳定性指数可以为制动器选择匹配的初始制动转速、弹簧制动力,实现最佳制动效能。本文对兆瓦级风电盘式制动器制动过程动态特性进行多体动力学与热-机耦合分析方法,得到制动参数对制动器各部件动态特性的影响。在此基础上,对制动器进行制动稳定性分析,得到可以减小振动、实现高效制动的最佳制动参数组合,为兆瓦级风力发电的高效制动提供理论依据。