液压型落地式风力发电机组主传动系统特性与稳速控制研究

发布时间：2017-03-21 19:15

  本文关键词：液压型落地式风力发电机组主传动系统特性与稳速控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,各国风力发电行业快速发展,在缓解环境和能源危机方面发挥着重要作用。而液压型风力发电机组作为一种新型机型,与传统双馈机型和直驱机型相比,具有功重比高、减速比实时可调的优点。为了方便液压型风电机组的安装推广和产品维护,液压型落地式风力发电机组成为一大研究点,该机型机组采用落地式安装,改变了传动系统配置结构,这给液压系统的特性也带来了影响,本文以长管路泵控液压马达系统为研究对象,重点研究了长管路对液压系统带来的影响,探讨长管路条件下并网稳速控制策略。针对管路对系统带来的影响问题,本文建立了流体传输管道动态特性的基本方程,比较了三种建模方法下的系统转速传递函数的异同,分析了三种建模方法的适用范围。并基于流体线性摩擦理论,分析了系统参数对转速传递函数的影响规律,推导出管道出口与入口的压力比传输幅频特性模型,研究液压型落地式风力发电机组管道系统在频域内的压力传递特性,通过MATLAB数值模拟计算,得到管道长度、直径、油液密度等系统参数对系统压力传输的影响规律,并研究了管道系统产生流体谐振的条件。在研究风电机组并网转速控制时,本文借鉴前人的工作成果,采用间接流量反馈加接直接转速闭环的控制策略,利用AMESim软件,搭建了定量泵-变量马达长管路液压系统仿真模型,研究了系统主要参数对长管路条件下的定量泵-变量马达系统特性的影响规律。在理论及仿真分析基础上,本文在30k W液压型风力发电机组模拟实验平台上对系统的谐振特性进行了分析与研究。
【关键词】：风力发电 液压传动 长管路 转速控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315;TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 引言11-14
• 1.1.1 全球风力发电现状与发展趋势11-13
• 1.1.2 中国风力发电现状与发展趋势13-14
• 1.2 风力发电技术的发展现状14-19
• 1.2.1 风力发电机组的工作原理14-15
• 1.2.2 风力发电机组的典型结构15-17
• 1.2.3 液压型风力发电机组国内外研究现状简介17-19
• 1.3 流体管道动态特性研究现状19-21
• 1.3.1 长管路对风电机组主传动系统的影响19
• 1.3.2 流体管路模型简述19-20
• 1.3.3 考虑管路效应的液压系统特性研究现状20-21
• 1.4 课题来源与选题意义21-22
• 1.5 本文研究内容22-23
• 第2章 液压型落地式风力发电机组系统建模及分析23-55
• 2.1 风速、风力机、励磁同步发电机23-29
• 2.1.1 风速模型23-24
• 2.1.2 风力机模型24-27
• 2.1.3 励磁同步发电机输出电磁转矩27-29
• 2.2 液压型落地式风力发电机组主传动系统建模29-31
• 2.2.1 定量泵数学模型29-30
• 2.2.2 变量马达数学模型30-31
• 2.3 管路模型31-41
• 2.3.1 流体管道的集中参数模型32-35
• 2.3.2 流体管道的线性摩擦理论模型35-41
• 2.4 定量泵变量马达容积调速系统模型41-45
• 2.4.1 基于分段集中参数法的容积调速系统传递函数41-44
• 2.4.2 基于线性摩擦理论的容积调速系统传递函数44-45
• 2.5 容积调速系统模型分析45-54
• 2.5.1 三种建模方法下传递函数比较分析45-48
• 2.5.2 管道效应对调速系统传递函数的影响48-49
• 2.5.3 系统主要参数对传递函数的影响49-54
• 2.6 本章小结54-55
• 第3章 液压长管路闭式系统的谐振分析55-67
• 3.1 输入端对系统特性的影响55-58
• 3.1.1 泵出口压力对输入转矩的传递函数55-57
• 3.1.2 定量泵元件对系统谐振的影响57-58
• 3.2 负载端对系统特性的影响58-60
• 3.2.1 马达负载端对系统的影响58-60
• 3.2.2 变量马达元件对系统谐振的影响60
• 3.3 压力比频率特性影响因素研究60-65
• 3.3.1 管长对系统压力传输特性的影响62
• 3.3.2 管径对系统压力传输特性的影响62-63
• 3.3.3 油液密度对系统压力传输特性的影响63-64
• 3.3.4 油液运动粘度对系统压力传输特性的影响64
• 3.3.5 油液体积弹性模量对系统压力传输特性的影响64-65
• 3.4 长管路液压闭式系统谐振条件研究65-66
• 3.5 本章小结66-67
• 第4章 液压型落地式风力发电系统稳速控制研究67-77
• 4.1 定量泵-变量马达闭式容积系统原理67
• 4.2 容积调速开环系统仿真分析67-72
• 4.2.1 基于AMESim仿真平台的液压长管路系统68-70
• 4.2.2 不同管长条件下的系统响应特性分析70-71
• 4.2.3 不同管径条件下的系统响应特性分析71
• 4.2.4 不同惯性负载条件下的系统响应特性分析71-72
• 4.3 液压长管路系统稳速控制策略探究与仿真72-76
• 4.3.1 不同管长条件下的仿真结果分析74
• 4.3.2 不同管径条件下的仿真结果分析74-75
• 4.3.3 不同惯性负载条件下的仿真结果分析75-76
• 4.4 本章小结76-77
• 第5章 液压型风力发电机组实验研究77-88
• 5.1 实验台简介77-81
• 5.1.1 风力机模拟系统78-79
• 5.1.2 液压主传动系统79-80
• 5.1.3 并网发电系统80-81
• 5.1.4 计算机(d SPACE)控制系统81
• 5.2 液压型风力发电机组主传动系统实验研究81-87
• 5.2.1 实验介绍81-83
• 5.2.2 开环转速控制实验时的振动分析83
• 5.2.3 闭环转速控制实验时的振动分析83-86
• 5.2.4 不同管路参数下的主传动系统实验研究86-87
• 5.3 本章小结87-88
• 结论88-89
• 参考文献89-93
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果93-94
• 致谢94-95
• 作者简介95

【参考文献】

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本文编号：260181