【正文】 氣及無腐蝕性、不自然、不含粘性物質之氣體。 (1)軸功率 :原動機傳遞給風機轉軸上的功率，即為輸入功率，又稱為軸功率，以 p 表示單位為 kw。常用體積流量 Q 表示，其單位為“耐 /s”或“ m3/h”。 (6)轉速 :風機軸每分鐘的轉數稱為轉速，以 n 表示，單位為 r/min。 (8)無因次性能曲線 :為了選擇、比較和設計風機，經常采用一系列無因次參數。無因次性能曲線在風機的選型設計計算的應用中尤為廣泛。葉輪擴壓器外緣最高圓周線速度不得超過 140m/s。 傳動組：由主軸、軸承箱、聯軸器等 組成。 山東大學自學考試畢業(yè)設計（本科） 5 主控系統：主控系統是風機控制系統的主體，它實現自 動啟動、自動調向、自動調速、自動并網、自動解列、故障自動停機、自動電纜解繞及自動記錄與監(jiān)控等重要控制、保護功能。究竟采用何種方式主要取決于制造廠家多年來形成的技術路線及傳統。前已述及，我國風電制造產業(yè)是從 2021 年開始的最近四年才得到快速發(fā)展的，國內主要風機制造廠家為了快速搶占市場，都致力于擴大生產規(guī)模，無力對控制系統這樣的技術含量較高的產品進行自主開發(fā)，因此多直接從 MITA、 Windtec 等國外公司采購產品或引進技術。主控系統、變槳系統和變頻器需要協同工作才能實現在較低風速下的最大風能捕獲、在中等風速下的定轉速以及在較大風速下的恒頻、恒功運行，這需要在這幾大部件中有一套先進、復雜的控制算法。 即便如此，國內企業(yè)通過這幾年的努力，已經在控制系統主要部件的開發(fā)上取得了積極進展，已基本形成了自主的技術開發(fā)能力，所欠缺的主要是產品的大規(guī)模投運業(yè)績以及技術和經驗積累。在變頻器方面，東方自控、合肥陽光、清能華福、科諾偉業(yè)等一批企業(yè)也異軍突起，開發(fā)出了大功率雙饋及直驅機型的變頻器，產品已有小批量在風場投運，呈獻出可喜的發(fā)展勢頭。目前，風機投資用戶和電網調度中心對廣布于不同地域的風場之間的聯網要求越來越迫切，雖然各個風機制造廠家都提供了一定的手段實現風機互連，但是由于采 用的方案不同，不同廠家的風機進行互聯時還是會有很多問題存在，實施起來難度較大。當發(fā)生電網電壓跌落時，從前的做法是讓風機從電網切出。風機具有的這種能力稱為低電壓穿越運行能力（ LVRT），有的國家甚至要求當電網電壓跌落至零時還能保持在網運行。這些要求的實現，主要靠控制系統中變頻器算法及結構的改善，當然和主控和變槳系統也有密切聯系。當前，電網對這一問題已相當重視，要求開展 建設風電場功率預測系統和風電出力自動控制系統，實現在功率預測基礎上的有功功率和無功功率控制能力。 選擇電動機有以下幾種方法 : ⑴根據電源電壓、使用條件、拖動對象選擇電動 機。 如果容量選擇過小 ,就會發(fā)生長期過載現象 ,影響電動機壽命甚至燒毀。 當改變大氣壓力 pb、溫度 t 時的換算式： 山東大學自學考試畢業(yè)設計（本科） 9 PPPPtPPPPsmqqvabbtFtFv00030)(2 7 3 202 7 3)/(?????? 000 )(27320273?? ????? KWtPPPPbb 按該公式換算為標準狀態(tài)下的參數。 本系統采用的傳感器包括壓差傳感器、壓力傳感器和扭矩傳感器。通常以檢測件的型式對 DPF 分類，如孔扳流量計、文丘里管流量計及均速管流量計等。流體流量愈大，產生的壓差愈大，這樣可依據壓差來衡量流量的大小。 qv體積流量， m3/s。 ⑵ 風機壓差測量方式 此測試系統采用法蘭取壓的標準板孔如圖 22。他不僅可以用來顯示，而且可以經壓差變送器轉換成統一的標準信號為 20mA(或 l5V)以便送到單元組合儀表及計算機進行上業(yè)過程控制。壓力傳感器的種類繁多，本系統采用電容式微壓傳感器不，其特點如下 : (1)測量范圍大。由于電容式傳感器可動部分質量小，因此其固有頻率很高，可月J 幾動態(tài)信號的測量。電容式傳感器一般使用金屬材料做電極，以無機材料做絕緣支撐，故能承受很大的溫度變化和各種形式 的強輻射作用，適合在惡劣環(huán)境中工作。葉輪如圖 23。另外，計算機仿真技術的應用也使得葉片的結構與層合板設計更加細化，有力的支持了最佳工藝參數的確定。尤其是近十年來，經過研究人員對風力發(fā)電葉片進行的多次現場載荷、聲音和動力測量以后，發(fā)現葉片的理論預測值與實際記錄值有較大的偏離。在此基礎上，進一步改善葉片的空氣動力學特征，即使葉片在旋轉速度降低 5％的情況下，捕風能力仍可以提高 5％；隨著葉片旋轉速度的降低，葉片運行的噪音大 約可以降低 3dB。 Enercon 公司還對 33 米葉片進行了空氣動力實驗，經過精確的測定，葉片的實際氣動效率為 56％，比按照 Betz 計算的最大氣動效率低約 3～ 4 個百分點。 丹麥的 LM 公司在 米復合材料 葉片樣機的設計中對其葉片根部固定進行了改進，尤其是固定螺栓與螺栓空周圍區(qū)域。葉片受力如圖 24。 葉片在 F1 和 F2 的作用下，在相應的方向彎曲。 1 sin 1 8 0 7 .2 5 sin 4 5 1 2 7 7 .9 2F F N?? ? ? ? 葉片的抗彎截面模量為： 22 31 4 1 3 2 1 1 . 566bW m m? ?? ? ? 葉片的最大彎矩： 1m a x 1 2 7 7 . 9 2 0 . 0 8 2 8 . 7 31 2 1 2FlM N m?? ? ? 圖 25葉片受力及彎矩圖 葉片的最大彎曲應力： M P a55][45 1 ???鋼的許多彎曲應力 MP aMP aMP aWM 55][ 19m a xm a x ?????? ?? ?? ⒈蝸室橫截面積當量直徑的計算： 山東大學自學考試畢業(yè)設計（本科） 18 . 0 .9 5 360co e DD D N?? .1 4 4 1 .4oeD mm? .2 525oeD mm? .3 6 2 0 .4oeD m m? .4 7 3 5 .6oeD m m? ⒉風機進風管直徑： 375 mm? ? 長度： L=3500mm。 風力發(fā)電機常年在野外工作，工況條件比較惡劣，溫度、濕度和軸承載荷變化很大，風速最高可達 23m/s，有沖擊載荷，因此要求軸承有良好的密封性能和潤滑性能、耐沖擊、長壽命和高可靠性，發(fā)電機在 23 級風時就要啟動，并能跟隨風向變化，所以軸承結構需要進行特殊設計以保證低摩擦、高靈敏度，大型偏航軸承要求外圈帶齒，因此軸承設計、材料、制造、潤滑及密封都要進行專門設計。由于 I 非常大，這樣使本來就很大的沖擊力成倍增加。同時，要采取有針對性的熱處理措施，提高齒面強度，使軸承具 有良好的耐磨性和耐沖擊性。由于風葉主軸承受的載荷非常大，而且軸很長，容易變形，因此，要求軸承必須有良好的調心性能。同時根據軸承的工況條件，對軸承結構進行再優(yōu)化設計，改進軸承加工工藝方法，進一步提高軸承的性能指標。 風力發(fā)電機配套軸承主要用于偏航系統、變漿系統、變速器和發(fā)動機等部位，其中每山東大學自學考試畢業(yè)設計（本科） 20 個機組主要包括偏航軸承 1 套，風葉主軸軸承 2 套，變速箱軸承 15 套左右，發(fā)電機軸承 2套左右，軸承結構形式眾多。并且原動機為電動機，因此可選 KA為 。故合用。此距離一般為： 551. 0 10 ~ 1. 5 10 m????。低速時，特性靜關率較高，相對穩(wěn)定性好。 ⑸ 易于實現過程自動化。變頻調速的基本原理是根據電動機轉速與輸入頻率成比例的關系，通過改變供給電動機三相電源的頻率值來達到改變電動機轉速的目的。間接變頻是指將交流經整流器后變?yōu)橹绷鳎缓笤俳浤孀兤髡{制為頻率可調的交流電 。控制器有二種控制方式：一種是以各種集成電路構成的模擬控制方式；另一種是以單片機、微處理器構成的數字控制方式?？刂破鬏敵鲆唤M等幅而脈沖寬度隨時間按正弦規(guī)律變化的矩形脈沖，用此脈沖電壓去觸發(fā)逆變器中的功率開關器件，起到了功率放大作用。無速度檢測電路為開環(huán)控；在控制電路增加了速度檢測電路，即增加速度指令，可以對異步電動機的速度進行更精確的閉環(huán)控制。 I/O 電路使變頻更好地人機交互，其具有多信號的輸入，還有各種內部參數的輸入。 逆變器控制電路中的保護電路，可分為逆變器保護和異步電動機保護兩種，保護功能如下 ： ⑴ 逆變器保護 ① 瞬時過電流保護，用于逆變電流負載側短路等，流過逆變電器回件的電流達到異常值時，瞬時停止逆變器運轉，切斷電流，變流器的輸出電流達到異常值，也得同樣停止逆變器運轉。但瞬時停電假如達數 10ms 以上時，通常不僅控制電路誤動作，主電路也不供電，所以檢測出后使逆變器停止運轉。 ⑵ 異步電動機的保護 ① 過載保護，過載檢測裝置與逆變 器保護共用，但考慮低速運轉的過熱時，在異步電動機內埋入溫度檢出器，或者利用裝在逆變器內的電子熱保護來檢出過熱。所以，在負載電流減小之前要進行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。但是在實際應用當中，風機需要有不同的轉速，當然也是為了節(jié)能方面的考慮。在交流調速技術中，變頻調速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調速節(jié)電效果明顯，而且易于實現過程自動化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。 在此，我要 非常感謝 給予我論文指導的各位老師 、 說一聲你們辛苦了。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意 。為了指導我們的畢業(yè)論文，她們放棄了自己的休息時間，她們的這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠摯的謝意。 圖 33風機轉速調節(jié)裝置流程圖 山東大學自學考試畢業(yè)設計（本科） 32 致 謝 通過 兩個多月 的努力，我的畢業(yè)論文《 風機 控制系統的改造 》終于完成了，這意味著大學生活即將結束。 隨著新型電力電子器件的發(fā)展，交流變頻調速技術已經崛起，它幾乎和計算機控制一樣，成為了現代交流傳動調速技術領域的主要標志之一。 ② 防止失速再生過電壓，減速時產生的再生能量使 主電路直流電壓上升，為防止再生過電壓電路保護動作，在直流電壓下降之前要進行控制，抑制頻率下降，防止不能運轉。 ② 超速保護，逆變器的輸出頻率或者異步電動機的速度超過規(guī)定值時，停止逆變器運轉。但為了保證人身安全，需要裝設漏電保護斷路器。 ③ 再生過電壓保護，應用逆變器使電動機快速減速時，由于再生功率使直流電路電壓升高，有時超過容許值，可以采取停止逆變器 運轉或停止快速的方法，防止過電壓。 保護電路檢測主電路的電壓、電流等。 電壓、電流檢測電路為與主回路電位 隔離檢測電壓，電流等。 三、變頻器控制 在此選擇交流變頻器型號為： RNB3000 電機為 Y100L24 主回路端子接線圖、控制回路接線圖如圖 3各端子說明如表 32 圖 31變頻器接線說明 山東大學自學考試畢業(yè)設計（本科） 29 圖 32變頻器端子說明 變頻器是利用電力半導體器件的通 斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置 。 決定功率開關器件（如晶閘管）動作順序和時間分配規(guī)律的控制方法稱為脈寬調制（ PWM）方法。順變器就是整流器，它是一個晶閘管感想一橋式電路，其作用為將定壓定頻的交流電變換為可調直流電，然后作為逆變器的直流供電電源；中間濾波器由電抗器或電容組成，其作用是對整流后的電壓或電流進行濾波；逆變器也是三相橋式整流電路，但它的作用與順變器相反，綜將直流電山東大學自學考試畢業(yè)設計（本科） 28 變換（調制）為可調頻率的交流電，它是變頻器的主要部分。變頻器根據其變頻的原理分為直接變頻和間接變頻。 ⑺ 在恒轉矩調速時，低速段電動機的過載能力大為降低。 ⑶ 起動電流低，對系統及電網無沖擊，節(jié)電效果明顯。 主軸扭轉切應力為 13331 [ ] 155 16n n nM M M M Pa M PaWdd??? ?? ? ? ? ? ? ?? 主軸的最大彎曲應力為： m a x m a x m a x 1331 [ ] 32M M M M P a M P aWd