【正文】 速下的定轉(zhuǎn)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(fù)雜的控制算法。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(qū)機型的變頻器，產(chǎn)品已有小批量在風場投運，呈獻出可喜的發(fā)展勢頭。當發(fā)生電網(wǎng)電壓跌落時，從前的做法是讓風機從電網(wǎng)切出。這些要求的實現(xiàn)，主要靠控制系統(tǒng)中變頻器算法及結(jié)構(gòu)的改善，當然和主控和變槳系統(tǒng)也有密切聯(lián)系。 選擇電動機有以下幾種方法 : ⑴根據(jù)電源電壓、使用條件、拖動對象選擇電動 機。 當改變大氣壓力 pb、溫度 t 時的換算式： 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)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(shù)。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。 qv體積流量， m3/s。他不僅可以用來顯示，而且可以經(jīng)壓差變送器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)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。由于電容式傳感器可動部分質(zhì)量小，因此其固有頻率很高，可月J 幾動態(tài)信號的測量。葉輪如圖 23。尤其是近十年來，經(jīng)過研究人員對風力發(fā)電葉片進行的多次現(xiàn)場載荷、聲音和動力測量以后，發(fā)現(xiàn)葉片的理論預(yù)測值與實際記錄值有較大的偏離。 Enercon 公司還對 33 米葉片進行了空氣動力實驗，經(jīng)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。葉片受力如圖 24。 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(yīng)力： M P a55][45 1 ???鋼的許多彎曲應(yīng)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(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)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。由于 I 非常大，這樣使本來就很大的沖擊力成倍增加。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(diào)心性能。 風力發(fā)電機配套軸承主要用于偏航系統(tǒng)、變漿系統(tǒng)、變速器和發(fā)動機等部位，其中每山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)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(jié)構(gòu)形式眾多。故合用。低速時，特性靜關(guān)率較高，相對穩(wěn)定性好。變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速與輸入頻率成比例的關(guān)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(zhuǎn)速的目的。控制器有二種控制方式：一種是以各種集成電路構(gòu)成的模擬控制方式；另一種是以單片機、微處理器構(gòu)成的數(shù)字控制方式。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。 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(cè)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)。 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(zhuǎn)的過熱時，在異步電動機內(nèi)埋入溫度檢出器，或者利用裝在逆變器內(nèi)的電子熱保護來檢出過熱。但是在實際應(yīng)用當中，風機需要有不同的轉(zhuǎn)速，當然也是為了節(jié)能方面的考慮。 在此，我要 非常感謝 給予我論文指導(dǎo)的各位老師 、 說一聲你們辛苦了。為了指導(dǎo)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。 隨著新型電力電子器件的發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)崛起，它幾乎和計算機控制一樣，成為了現(xiàn)代交流傳動調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域的主要標志之一。 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(zhuǎn)。 ③ 再生過電壓保護，應(yīng)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(zhuǎn)或停止快速的方法，防止過電壓。 電壓、電流檢測電路為與主回路電位 隔離檢測電壓，電流等。 決定功率開關(guān)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(diào)制（ PWM）方法。變頻器根據(jù)其變頻的原理分為直接變頻和間接變頻。 ⑶ 起動電流低，對系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖擊，節(jié)電效果明顯。 作用在風機主軸上的主要作用力是葉輪重力與其不平衡力，葉輪經(jīng)過平衡后，仍有允許的殘余不平衡重力。 風機電機的輸出的功率為： 3KW 風機輸出轉(zhuǎn)矩為： T= m。 (3)變速器軸承 變速器中的軸承種類很多，主要是靠變速箱中的齒輪油潤滑。 根據(jù)風機軸承的受力特點，偏航軸承采用“零游隙”設(shè)計的四點接觸球軸承，溝道進行特別設(shè)計及加工，可以承受大的軸向載荷和力矩載荷。其中大型偏航軸承總成和風葉主軸軸承技術(shù)難度較大，現(xiàn)在基本依靠進口，是風機國產(chǎn)化的難點之一。 C=ρω 2 鋼的 C= 。在此基礎(chǔ)上， Enercon 公司開發(fā)出旋轉(zhuǎn)直徑 71 米的 2MW 風力發(fā)電機組，改進后葉片根部的捕風能力得異提高。因此，一些相關(guān)人員對當時的葉片計算采用假設(shè)條件提出了質(zhì)疑。 ⒏風機葉輪輪轂外徑： 0 74 09d d m? ? ? ? ⒐風機工作輪進口直徑： 2 2 2 20 . 0 0 .2 5 1 0 .2 0 9 0 .3 2 6oeD D d m? ? ? ? ? ⒑風機工作輪密封處外徑： 26 59D D m? ? ? ? ⒒風機葉片進口直徑： 85 85 26 54D D m? ? ? ? ⒓風機葉片進口線速度： 11 0 .3 5 4 1 4 3 0 2 6 .5 0 /6 0 6 0Dnu m s? ? ??? ? ? ⒔風機葉輪葉片數(shù)： 5321 2 1 21 .4 4 1 0 0 .3 8 3 52sin ( )sin sin 8 .8 92 .8 1 01 0 1 0 1 0 1 21 / 1 / 1 0 .3 5 4 / 0 .4 0 5sAknZ D D D D????? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ⒕風機葉片厚度： 0. 23 4 0. 23 42 / 10 00 2 88 .9 3 / 10 00 0. 00 3vqm? ? ? ? ? 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 15 根據(jù)以上計算可以通過風機設(shè)計手冊選型為 葉輪，并且確定為 ? 型軸盤。電容式傳感器極間相互吸引力非常微小，又不存在摩擦，故其自熱墳應(yīng)極微，可保證電齊式傳感器具有較高的精度。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 12 本測試裝置采用氣壓傳感器 C26 RANGE:+/1000Pa。 d工作條件下節(jié)流件的孔徑， m； D工作條件下上游管道內(nèi)徑， m； △ P差壓， Pa； Ρ1上游流體密度， kg/m3。差壓計既可用于測量流量參數(shù)，也可測量其他參數(shù) (如壓力、 物位、密度等 )。 在所選系列風機性能曲線上，可以根據(jù)流量對應(yīng)的壓力，選出風機的轉(zhuǎn)速，在標準狀態(tài)下的軸功率加上電動機儲備系數(shù)得出電動機功率。 ⑵根據(jù)安裝地點和工作環(huán)境選擇不同型式的電動機。目前，風電機組都是運行在不調(diào)節(jié)的方式，也就是說，有多少風、發(fā)多少電，這在風電所占比例較小的情況下也沒有多大問題。但是，隨著在網(wǎng)運行風機的數(shù)量越來越大，尤其是在風力發(fā)電集中的地區(qū)，如國家規(guī)劃建設(shè)的六個千萬千瓦風電基地，這種做法會對電網(wǎng)造成嚴重影響，甚至可 能進一步擴大事故。當前，由于風力發(fā)電機組在我國電網(wǎng)中所占比例越來越大，風力發(fā)電方式的電網(wǎng)兼容性較差的問題也逐漸暴露出來，同時用戶對不同風場、不同型號風機之間的聯(lián)網(wǎng)要求也越來越高，這也對風機控制系統(tǒng)提出了新的任務(wù)。 (3)風機控制系統(tǒng)是與風機特性高度結(jié)合的系統(tǒng)，包括主控、變槳和變 頻器在內(nèi)的控制軟件不僅算法復(fù)雜，而且其各項參數(shù)的設(shè)定與風機本身聯(lián)系緊密，風機控制系統(tǒng)的任務(wù)不僅僅是實現(xiàn)對風機的高度自動化監(jiān)控以及向電網(wǎng)供電，而且還必須通過合適的控制實現(xiàn)風山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 6 能捕獲的最大化和載荷的最小化，一般的自動化企業(yè)即使能研制出樣機，也很難得到驗證，推廣就更加困難。 從我國目前的情況來看，風機控制系統(tǒng)的上述各個組成部分的自主配套規(guī)模還相當不如人意，到目前為止對國外品牌的依賴仍然較大，仍是風電設(shè)備制造業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)。 風機控制系統(tǒng)的發(fā)展 風機的控制系統(tǒng)是風機的重要組成部分，它承擔著風機監(jiān)控、自動調(diào)節(jié)、實現(xiàn)最大風能捕獲以及保證良好的電網(wǎng)兼容性等重要任務(wù)，它主要由監(jiān)控系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器）幾部分組成。 葉輪： 919 型風機葉片為 12 片， 1926 型風機葉片為 16 片。得到風機性能參數(shù)后，繪制風機的性能曲線為風機性能試 驗的最終結(jié)果，風機的性能曲線有兩種，包括山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 4 有因次性能曲線和無因次性能曲線。風機效率越高，則氣體從風機中得到的能量有效部分就越大，經(jīng)濟性就越高。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（本科） 3 市場上主流的混流風機產(chǎn)品 系列主要有： SWF（ HWFⅠ）， SJG（ HWFⅣ）、 HL32A、（ HWFV）。前向多翼風機系列模板主要是國外機型為主，如科祿格（新加坡）、LAU牌（美國）和尼科達（意大利）；國內(nèi)機型為 1162 和 YDW11/12 等系列以及眾多上述進口機型的仿制品。 ：透平式（ 離心式、軸流式、混流式、橫流式）和容積式（如羅茨風機等）。 1892 年法國研制成橫流風機； 1898 年，愛爾蘭人設(shè)計出前向葉片的西羅柯式離心風機，并為各國所廣泛采用； 19 世紀，軸流風機已應(yīng)用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風，但其壓力僅為 100～ 300 帕，效率僅為 15～ 25％，直到二十世紀 40 年代以后才得到較快的發(fā)展。 Abstract In our daily lives, fan equipment, widely used, such as the boiler bustion system. Ventilation systems and drying systems. Traditional fan control is at full speed, that is, regardless of the size of the production process needs, fans provide a fixed value of air flow, while the production process is often the need for furnace pressure, wind speed,