畢業(yè)設計大容量風力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)的對比分析-全文預覽
【正文】 且無需變速機構(gòu)，在失電時將蓄壓器作為備用動力源對槳葉進行全順槳作業(yè)而無需設計備用電源。 （二）供應鏈的 比較 在軟件方面，國內(nèi)的變槳控制（包括液壓變槳及電動變槳）基本被國外廠商壟斷，一些國內(nèi)院?？蒲袡C構(gòu)已開始著手自行研發(fā)軟件系統(tǒng)并已有部分在風機中試運行，但由于與國外廠商相比較缺少經(jīng)驗，所以差距還是很明顯的。 機艙及輪轂內(nèi)部清潔 維護 定期對液壓油、濾清器進 行更換 蓄電池的更換 從上表可以看出在基本功能上，兩種變槳系統(tǒng)沒有實質(zhì)性的差距，二者幾乎一致，在細節(jié)方面，還是各有利弊的。 蓄電池儲存的能量不容易實現(xiàn)監(jiān)控 使用壽命 主要損耗件蓄能器的使用 ，連續(xù)使用 8000 小時 主要損耗件蓄電池的使用 ，連續(xù)使用 4000 小時 外部配套需求 占用空間小，輪轂及軸承可相對較小。 無需調(diào)速機構(gòu) 電路的響應速度比油路略快。 四 、電動變槳與液壓變槳的對比 圖 11 電動變槳系統(tǒng) 圖 12 液壓變槳系統(tǒng) 14 (一 )性能 對比 由于風力發(fā)電機組的使用壽命一般為 25 年，加之其多安裝在偏遠荒漠環(huán)境惡劣的地區(qū)，又為風電機組的維護增加許多困難，所以要求風機的配套組件及系統(tǒng)有穩(wěn)定的質(zhì)量要求。全順槳時，電磁閥 YV YV YV3 和YV4 均失電，液壓油從蓄壓器 Z3壓出 — 經(jīng)流量控制閥 V7— 電磁閥 YV2— 止回閥 V6 到達油缸的 A 端，液壓油從油缸的 B 端流出，經(jīng)電磁閥 YV1— 帶控制端的流量閥 V9—回到油箱。 葉片向 90176。輔助元件為保證系統(tǒng)正常工作除上述元件外的裝置，如郵箱、過濾器、蓄能器、管件等。動力元件將機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能，如液壓泵。 槳葉與輪轂之間通過一個四點球軸承在整流罩內(nèi)進行連接，使槳葉可以進行軸向運動，液壓油缸一端固定在輪轂支架上，另一端可伸縮的活塞桿連接在槳葉根部軸承的外圓切線上，這樣活塞桿的直線運動能夠轉(zhuǎn)化為槳葉的圓周運動，風機的變槳角度為 5176。變漿距控制系統(tǒng)由信號給定、比較器、位置（槳距 ）控制器、速率控制器、 D/A 轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機構(gòu)和反饋回路組成。風機在停止狀態(tài)時，槳葉在 90176。 風機在停止和緊急停止模式下，風機將全順槳。方向連續(xù)變槳。 （三） 電動變槳系統(tǒng)的工作過程 風機在運行和暫停模式下，槳葉連續(xù)變槳。由伺服驅(qū)動器完成位置伺服功能時，出于對 3個槳葉變槳同步性的考慮，變槳控制器向伺服驅(qū)動器同時發(fā)出位置指令和速度指令，即以指定的速度到達指定位置。按照位置環(huán)閉環(huán)位置的不同，伺服驅(qū)動器功能可分為位置伺服控制和速度伺服控制兩類 圖 7 速度伺服控制環(huán)框圖 9 圖 7 示出速度伺服控制環(huán)框圖。矢量控制技術(shù)解決了交流電機在伺服驅(qū)動中的動態(tài)控制問題，使交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的性能可與直流伺服系統(tǒng)相媲美，而且總體成本更低。絕大多數(shù)時間里備用電源備而不用，故 3 個儲能元件共用 1 個充電器，輪換充電，以降低設備成本。從安全角度考慮，變槳控制器需在邏輯上保證在維護或者修理狀態(tài)僅能有 1 個槳葉離開順槳位置。一個 PID 調(diào)節(jié)器利用與電動機同軸的旋轉(zhuǎn)光電編碼器的反饋值控制伺服電動機的速度和輸出力矩，對交流伺服電動機進行空間矢量控制，以保證良好的動態(tài)響應以及足夠機械特性硬度，使槳葉角度不受強勁變化的風力影響。伺服電動機帶動減 4 速機的輸出軸小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)環(huán)嚙合，從而帶動回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)環(huán)與葉片，一起旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了改變槳距角的目的。 （一） 電動變槳系統(tǒng)的 機械 結(jié)構(gòu) 電 動變槳系統(tǒng)以槳葉驅(qū)動系統(tǒng)（ MDS）為例， MDS 系統(tǒng)由三套獨立的變槳裝置組成，變槳系統(tǒng)如圖 （ 1） 所示。 由于槳葉在不同槳距角受到的氣動應力不同，風力機組 3 個槳距角不同步將造成風輪的氣動不平衡，嚴重時會對風力機組的安全運行造成影響。 /s～ 10176。為了保證平穩(wěn)控制功率，風力機組正常運行時要求變槳速度達到 5176。當風機處于維護狀態(tài)且變槳調(diào) 3 節(jié)處于手動模式時，可以實現(xiàn)每個葉片單獨變槳，但每次只能有一個軸柜可以通過相應控制開關(guān)，使變槳電機在正、反方向旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)槳距角；其它兩個葉片槳距角必須處于 90176。改變槳距角充分的吸收風能使功率最大化，保證風機的利用率達到最高。 功率調(diào)節(jié)作用 變槳距控制是最常見的控制風力發(fā)電機組吸收風能的方法，變槳目的是通過控制槳距角，調(diào)節(jié)葉輪吸收風能的功率。 每個變槳驅(qū)動系統(tǒng)都配有一個絕對值編碼器安裝在電機的非驅(qū)動端（電機尾部），還配有一個冗余的絕對值編碼器安裝在葉片根部變槳軸承內(nèi)齒旁，它通過一個小齒輪與變槳軸承內(nèi)齒嚙合聯(lián)動記錄變槳角度。任何情況引起的停機都會使葉片順槳 到 90度位置（執(zhí)行緊急順槳命令時葉片會順槳到 91度限位位置）。 變槳系統(tǒng)通過控制葉片的角度來控制風輪的轉(zhuǎn)速，進而控制風機的輸出功率，并能夠通過空氣動力制動的方式使風機安全停機。 變槳系統(tǒng)也是我們研究風力發(fā)電的一個重要環(huán)節(jié)。變槳系統(tǒng)是 風力機組功率控制和安全運行的重要執(zhí)行結(jié)構(gòu)， 在風力發(fā)電機組中 發(fā)揮著重要 的 作用。風機正常運行時所有部件都隨輪轂以一定的速度旋轉(zhuǎn)
研究報告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1