风电变桨轴承螺栓紧固自动化系统研究

随着风力发电机组功率等级增加,变桨轴承的尺寸逐渐增大,安装操作和质量控制的难度相应增加;尤其面临海上恶劣复杂运行环境,变桨轴承的质量问题将给维护带来极大困难和挑战.目前国内主要采用人工对变桨轴承螺栓进行安装和紧固,人工紧固存在诸多不可控因素,难以实现精准控制.本文提出了一种利用机器人系统自动化紧固变桨轴承螺栓的方案,实现精准控制和提升机组质量的目的.     

风力发电机组偏航、变桨轴承套圈的设计屈服强度取值研究

近年来随着业主对于投资收益率、单位千瓦造价的需求越来越高,风力发电机组的长叶片、大型化已成为风电行业的发展趋势。但是功率等级提高、风轮直径加大对于偏航、变桨轴承的承载要求也逐步上升,如何更好的对轴承进行设计以保证机组安全运行,已成为轴承厂和整机厂家共同探讨和研究的课题。本文主要介绍了风力发电机组偏航、变桨轴承的设计时对套圈所用材料的屈服强度设计取值方法,供设计参考。     

大规模1.5MW风力发电机变桨轴承开裂行为分析

某风力发电场多台1.5MW风力发电机组在运行过程中发生变桨轴承开裂损伤,给风机安全运行带来严重隐患。利用断口形貌分析、化学成分分析、力学性能检测、显微组织检测及有限元模拟等试验方法对变桨轴承大规模开裂原因进行分析。结果表明,变桨轴承表面感应淬火工艺不当,造成轮齿感应淬火层厚度不均匀,晶粒粗大且晶粒度不均匀、组织应力水平高,在表面感应淬火层形成淬火裂纹。同时,变桨轴承基体由于调质工艺不当致使其强度和韧性的裕量不足。在风机运行过程中的循环冲击载荷和振动载荷作用下,淬火裂纹以疲劳形式扩展,导致大规模的变桨轴承严重开裂损伤。     

基于单电机油源的风机偏航与变桨控制液压伺服系统

偏航与变桨控制是风力发电机组的两个重要的系统,采用单电机油源实现风机偏航与变桨控制液压伺服系统可简化风力发电机组的结构。本文研究了单电机油源驱动的偏航与变桨控制液压伺服系统的工作原理,给出了1.25MW风力发电机组的偏航与变桨控制液压伺服系统的简化油路,文中提出的系统方案已得到成功应用。     

基于单电机油源的风机偏航与变桨控制液压伺服系统

偏航与变桨控制是风力发电机组的两个重要的系统,采用单电机油源实现风机偏航与变桨控制液压伺服系统可简化风力发电机组的结构。本文研究了单电机油源驱动的偏航与变桨控制液压伺服系统的工作原理,给出了1-25MW风力发电机组的偏航与变桨控制液压伺服系统的简化油路,文中提出的系统方案已得到成功应用     

浅谈风力发电机组的液压和电动变桨系统

全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机组均采用了变桨距技术,变桨距控制与变频技术相配合,提高了风力发电机的发电效率和电能质量,使风力发电机组在各种工况下都能够获得最佳的性能,减少风力对风机的冲击,它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。变桨距控制按执行机构可分为液压变桨和电动变桨两种类型,以Vestas公司的液压变桨系统和Mita-Teknik公司的电动变桨系统为例,对这两种变桨系统的结构及特点进行了分析。     

风力发电机滑动偏航系统载荷特性分析

偏航控制过程中,滑动式偏航系统载荷特性是影响风力发电偏航系统安全可靠性的关键因素,现以2 MW风力发电机为研究对象,采用IEC标准中Von Kamman谱模拟湍流风,考虑重力载荷、气动载荷及惯性载荷的影响,建立风力发电机组模型,基于Bladed软件仿真风力发电机偏航时机组的动态特性,研究偏航时风况、偏航速度及偏航角度对滑动式偏航系统荷载的影响规律,为风力发电机的运行维护及改进设计提供依据。研究结果表明,偏航过程中同时变桨,变桨速率对偏航轴承的荷载有重要影响。湍流强度影响偏航轴承的疲劳和极端载荷的波动情况,偏航速度越大,偏航轴承处极限荷载越大。     

兆瓦级风力发电机变桨控制系统设计与应用研究

通过分析风力机的空气动力学特性,对大型的变速恒频风力发电机进行了建模分析,设计了有效的变桨控制策略。以1.25MW风力发电机组为例,验证了设计的变桨控制器具有良好的快速性和稳定性。目前,该变桨控制器已经成功应用于工程实践。     

独立变桨控制对大功率风力发电机振动影响

随着风力机功率的越来越大,结构越来越大,国产化风力发电机振动问题逐渐显现出来。以国产兆瓦级风力发电机组为依托,研究大型风力发电机组独立变桨距控制技术,并以此为基础研究独立变桨控制对大功率风力发电机振动影响。在研究了传统变桨距控制策略的基础上,提出基于线性二次型调节（LQR）和干扰自适应控制 (DAC)技术的独立变桨控制策略。基于FAST和Matlab/Simulink软件平台对提出的控制策略与传统的变桨控制策略进行仿真比较。对一台5 MW 机组的仿真研究结果表明,分析结果与统一变桨比较,通过独立变桨,风力机结构的各项振动加速度幅值均有较大程度下降,能够有效降低风力发电机振动,进而可以提高设备可靠性和延长设备使用寿命,降低维护成本。     

舍弗勒完成海装风电5 MW风机主轴承供货和装配

<正>2012年7月12日,舍弗勒为中船重工(重庆)海装风电设备有限公司(海装风电)H127-5 MW海上风力发电机组提供了主轴轴承并完成装配。由海装风电自主研发并拥有知识产权的H127-5 MW风机为上风向、水平轴、主动变浆、并网型海上风力发电机组。     

水平轴风力发电机组模型综述

从风力发电机组的类型及模型结构出发,介绍了风力发电机组的空气动力学模型、发电机模型、变流器模型、控制器模型。以双馈异步发电机为例,分析了其变速和变桨控制器原理及其控制过程,并建立了一个较为完整的风力发电机组模型,为风力发电机组的设计和控制提供了依据。     

基于前馈的风力发电机组变桨距控制

针对变速变桨(Variable Speed Variable Pitch,VSVP)风力发电机组如何抑制反馈信号滞后引起的输出功率波动进行研究。在研究了传统PID反馈控制和基于测量风速前馈控制的基础上,提出了有效风速估计的前馈与传统PID反馈结合的变桨距控制策略,通过卡尔曼滤波与牛顿-拉夫逊算法进行有效风速估计,根据估计的有效风速给出合适的前馈桨距角,实现动态前馈补偿。以2 MW变速变桨风力发电机组为验证对象,基于Bladed软件平台对前馈控制策略与传统的变桨控制策略进行仿真比较。结果表明：相对传统的变桨距控制,提出的变桨距控制使风力发电机组能够在额定转速下保持稳定的电功率输出。     

兆瓦级风力发电机组变桨机构建模和仿真

针对兆瓦级风力发电机组的变桨系统,在SolidWorks和Adams中建立变桨系统的机械系统模型,并在Matlab中建立控制系统模型,通过Adams／Control接口将二者连接起来,实现风力驱动下的变桨运动在软件系统环境下的交互仿真,通过对变桨过程研究,为大型风力机及其控制系统的研制开发与国产化提供指导。     

风力发电机传动链的扭转振动控制

针对变速变桨(VSVP)风力发电机组如何抑制传动链的扭转振动进行研究.提出了使用卡尔曼滤波对轴扭转角速度进行估计与在反馈环节上施加反馈增益相结合的扭距控制策略.以三叶片变速变桨风力发电机组为验证对象,基于Bladed软件平台对直接速度反馈控制策略与施加了卡尔曼滤波和反馈增益的控制策略进行仿真比较.结果表明:相对直接速度反馈变控制,提出的转矩控制能使风力发电机组传动链的扭矩尖峰明显减小,并降低了发电机输出功率的波动.     

PLC在大型风力机变桨距系统中的应用

变桨距风力发电机比定桨距风力发电机具有更好的风能捕捉特性,现代的大型风力发电机大多采用变桨距控制.针对Zond-40液压变桨距风力机,采用可编程序控制器(PLC)作为风力发电机的变桨距控制器.这种变桨控制器具有控制方式灵活、编程简单、抗干扰能力强等特点.介绍了液压变桨距系统的工作原理,设计了变桨控制器的软件系统.最后在Zond-40风力发电机组上做了实验,验证了该变桨距控制器可以在变桨距风力机上安全、稳定运行.     

考虑变桨驱动电机特性的风电机组运行性能仿真

为了更好地反映并网风电机组的动暂态运行特性,提出了考虑变桨系统的风力发电机组运行性能研究.在阐述变桨距控制原理的基础上,建立了以变频三相感应电动机作为驱动电机的变桨控制系统数学模型,并对其变桨距控制性能进行仿真.结合考虑变桨电机驱动特性的变桨系统控制模型,建立了并网笼型异步发电机组的动态数学模型.对额定风速以下和额定风...     

风力发电机组变桨柜的弹性支撑选型计算

选用合适的弹性支撑进行变桨柜安装的目的是为了保证风机变桨柜的本体和变桨柜内零部件的安全。通过分析风力发电机组的变桨柜安装条件、轮毂的承载特性、弹性支撑的性能,以及共振特性等方面,确保对变桨柜安装所用弹性支撑进行正确选型。     

基于欧姆龙PLC的风电机组变桨距系统

本文针对国外某知名风电公司液压变桨距风力机,采用可编程控制器（PLC）作为风力发电机的变桨距控制器。这种变桨控制器具有控制方式灵活,编程简单,抗干扰能力强等特点。本文介绍了液压变桨距系统的工作原理,设计了变桨控制器的软件系统。最后在国外某知名风电公司风力发电机组上做了实验,验证了将该变桨距控制器可以在变桨距风力机上安全、稳定运行的。     

大型风机的独立变桨控制方法

为了缓解风力发电机组由于风速扰动所造成的疲劳载荷,给出了一种基于RBF神经网络滑模独立变桨控制策略。通过分析风力机的基本特性,提出将RBF神经网络滑模功率控制单元和独立变桨控制单元相结合的控制方式。RBF神经网络滑模功率控制单元通过对发电机电磁转矩及桨叶桨距角的控制来平衡风力机的气动转矩,使风轮保持额度转速,实现稳定风电机组的输出功率的目的。而RBF神经网络独立变桨滑模控制单元通过实时微调风机桨距角,来优化功率控制单元的统一桨距角信号,实现缓解风机结构疲劳载荷的目的。最后,通过建立基于RBF神经网络滑模独立变桨控制的风力发电机组进行相应的仿真与实验,证明基于RBF神经网络功率控制和独立变桨滑模控制相结合的方法具有良好的控制效果,稳定风机输出功率的同时,极大地缓解风机的结构载荷,降低风力发电机组的维护成本。     

基于H_∞回路成形的风力发电机变桨距鲁棒控制

介绍了风力发电机组变桨系统的工作原理;并研究了风力发电机组变桨距控制机构的鲁棒H_∞控制问题。针对风力发电系统中的变桨距控制系统选择权函数进行成形,然后利用H_∞回路成形算法对成形后的系统设计鲁棒控制器,仿真结果表明,所提出的控制器具有良好的跟踪性能和鲁棒性。