針對水平軸風力發(fā)電系統(tǒng)偏航裝置存在多齒輪傳動結構復雜、故障率高、偏航功耗大等問題,新能源研究所提出了風力磁懸浮偏航系統(tǒng)。風力磁懸浮偏航系統(tǒng)運行工況惡劣,機艙懸浮本質為多自由度電磁懸浮系統(tǒng),機艙懸浮后偏航本質為弱阻尼、強干擾的盤式電機轉速控制,如何抑制外界干擾實現(xiàn)機艙穩(wěn)定懸浮,以及機艙懸浮下偏航是本文研究的關鍵。為此,本文從風力磁懸浮偏航系統(tǒng)模型構建、多自由度機艙懸浮以及超低速偏航控制等方面開展研究。首先分析風力磁懸浮偏航系統(tǒng)多自由度運行機制,給出了風力機艙所受傾覆力矩、偏航負載轉矩以及軸向下壓力數(shù)學模型,建立了含軸向、俯仰兩自由度運動方程,鑒于氣隙磁場能存在的軸徑向磁場耦合,基于虛功法和含懸浮電流、偏航電流的氣隙磁場能,給出了機艙兩側懸浮電磁力,綜合考慮機艙兩側懸浮氣隙、懸浮電流的差異以及外界干擾,構建機艙多自由度懸浮模型以及偏航運動模型,采用轉子磁場定向將懸浮力與偏航轉矩解耦,實現(xiàn)機艙懸浮與偏航過程的完全獨立控制。針對風機機艙兩自由度運動機制以及俯仰角度難以測量等問題,采用坐標變換將兩自由度運動模型轉化為機艙兩點懸浮控制模型,提出了風機機艙的兩點懸浮協(xié)同控制策略,包括兩點協(xié)同式懸浮跟... 

【文章來源】：曲阜師范大學山東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

水平軸風力機

第 1 章 緒論 課題研究背景及意義風力發(fā)電因其完全無污染、蘊含容量大等優(yōu)點，已經(jīng)引起了世界各國重視，特別是近環(huán)境污染的日益嚴重，風力發(fā)電已從補充能源提升至替代能源的戰(zhàn)略地位，預計到0 年，風力發(fā)電對經(jīng)濟貢獻率可升至全球總能源的 12%[1]。水平軸風力發(fā)電系統(tǒng)是風電的流行機型，但需依賴偏航裝置驅動機艙正面迎風，但當前偏航裝置一般采用多電機輪驅動的主動偏航裝置（圖 1-3），由于結構復雜使得維護費用居高不下[2]，據(jù)美國L 風機維護費用的調查研究表明：偏航維護費用占風機總維護費用的 20%以上[3]，同障率約占風機總故障的 1/5 以上[4]；特別是重達上噸的機艙偏航導致摩擦功耗較大，較大的齒輪間隙導致對風精度差，嚴重制約著風力發(fā)電系統(tǒng)安全可控運行。研究偏航小、對風精度高、結構簡單、安裝方便的新型偏航系統(tǒng)及其控制技術尤為重要。

偏航裝置（圖 1-3），由于結構復雜使得維護費用居高用的調查研究表明：偏航維護費用占風機總維護費用的總故障的 1/5 以上[4]；特別是重達上噸的機艙偏航導致摩隙導致對風精度差，嚴重制約著風力發(fā)電系統(tǒng)安全可控高、結構簡單、安裝方便的新型偏航系統(tǒng)及其控制技術1-1 水平軸風力機 圖 1-2 水平軸風力發(fā)電系統(tǒng)齒輪

【參考文獻】：
期刊論文
[1]大型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)的概述[J]. 王潤.  科技視界. 2015(34)
[2]大型風力發(fā)電機偏航系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀及展望[J]. 沈小軍,杜萬里.  電工技術學報. 2015(10)
[3]基于dSPACE的光電穩(wěn)瞄半實物仿真系統(tǒng)設計[J]. 胥青青,紀明,郭新勝,劉召慶,李紅光,李超.  兵工自動化. 2013(11)
[4]采用磁通觀測器的主動電磁軸承用功率放大器[J]. 周丹,祝長生.  中國電機工程學報. 2009(30)
[5]電磁永磁混合磁懸浮控制系統(tǒng)剛度的研究[J]. 劉同娟,杜玉梅,徐正國,徐紹輝,金能強.  電氣傳動. 2006(05)
[6]Design of Nonlinear Decoupling Controller for Double-electromagnet Suspension System[J]. LIU De-Sheng LI Jie ZHANG Kun (College of Mechatronics Engineering and Automation, National University of Defense Technology, Changsha 410073).  自動化學報. 2006(03)
[7]磁懸浮系統(tǒng)的簡單自適應控制[J]. 劉恒坤,常文森.  電光與控制. 2005(02)
[8]基于反饋線性化的EMS型磁浮列車非線性懸浮控制器設計[J]. 劉德生,李杰,張錕.  國防科技大學學報. 2005(02)
[9]基于H∞頻域整形的微積分控制參數(shù)在磁懸浮軸承中的應用[J]. 劉淑琴,徐華,虞烈.  西安交通大學學報. 2001(06)
[10]磁懸浮列車系統(tǒng)的魯棒控制分析[J]. 劉峰,龍志強,尹力明.  機車電傳動. 1996(05)



本文編號：3458476