风力发电机组液压变桨系统研究

发布时间：2021-04-12 07:25

　　风能在大自然中广泛存在,具有可再生、无污染等优点,人们很早就已经学会利用风能。人类科学技术的飞速发展,使能源短缺、环境污染等问题日渐凸显出来,风力发电以其成本低廉,发电量高和对环境友好而逐渐受到人们的广泛关注,大型的风力发电机组成为目前研究的重点。液压系统凭借其比功率密度高、操纵控制方便、易于实现自动化等优点,应用于兆瓦级的风力发电机组中,用以对刹车系统、偏航系统和变桨系统提供驱动力。大型风力发电机组中发电机无法独立完成输出功率的稳定控制,往往需要采用变桨距控制技术来达到输出功率稳定的目的。变桨系统可以根据当前风速和功率输出的要求进行实时调节桨距角来控制叶轮转速来达到发电机并网转速进行发电。变桨系统根据变桨驱动方式不同分为液压驱动变桨和电机驱动变桨。变桨系统在实际工作中条件极其恶劣,各种变应力及过负荷运转导致液压系统和变桨系统尤其是变桨执行机构极易发生故障。本文以风力发电机组的液压变桨系统为研究对象,从运行理论、液压系统的组成、变桨系统的控制模式、常见故障及处理办法等几方面进行研究,具体包括:1.基于风力发电机组的基本运行理论和运行工况,分析了变桨距控制原理;2.介绍了风力发电机组的典... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

风力发电机组结构示意图

第1章绪论3图1.2风力发电机组的分类在结构上，根据桨叶是否能相对轮毂旋转把风力发电机组分为两大类：定桨距风力发电机组和变桨距风力发电机组[4]。定桨距风力机的桨叶固定在轮毂上，二者之间无相对转动，这样的结构设计就使得定桨距风力机对于风速变化的调节能力较弱，适应性相对较差，逐渐被变桨距风力机所取代。变桨距风力机的桨叶与轮毂之间用轴承连接，桨叶可以围绕中心轴的轴线旋转，从而可以根据不同的风力大小调节桨叶的位置，目前已被广泛应用于大型风力发电机组中[5]。如图1.3所示是丹麦VESTASV80型变桨距风力发电机组。本文将围绕变桨距风力发电机组进行研究。

第1章绪论5桨叶位置并对其进行角度控制。兆瓦级液压变桨系统需要更强的变桨距调节能力，所以独立液压变桨机构，对每个桨叶进行独立控制[8]。图1.4风力发电机组液压变桨系统1.3.2电动机驱动的变桨系统电动变桨系统的动力来源是伺服电动机，采用伺服电动机来带动变桨减速器，将电机转速降低到一定转速来驱动桨叶，使桨叶围绕变桨轴线旋转。从而使桨叶桨距角在一定范围内变化，完成对系统响应的要求。电动变桨距系统主要由伺服电机、UPS、减速器、桨叶位置编码器和控制器组成，如图1.5所示。每个桨叶有一个单独的变桨驱动系统来执行操作[9]，位置编码器测得的数据传递给控制系统，由控制系统经过计算发出调整指令，减速器完成变桨操作[10]。1.支撑外圈2.位移传感器3.内齿圈4.主动齿轮5.支撑板6.电气板7.制动齿轮8.接近开关9.传感器放大器10.伺服电机图1.5电动机驱动的变桨系统原理图电动变桨系统需要为每一个桨叶的动力系统配备一个备用电源（UPS）。备用电源是在失去主电源时（一般是电网故障失电或风力发电机组自身故障断开


本文编号：3132894