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风力机自适应变桨距调节系统设计+CAD图纸+(3)

时间:2016-11-21 19:45来源:毕业论文
风速过高时,叶片旋转以保持一定的输出功率(额定功率 ) ,同时减少对机组的 冲击 ; 还可以实现快速无冲击并网 。 变桨距控制与变速恒频技术相结


风速过高时,叶片旋转以保持一定的输出功率(额定功率 ) ,同时减少对机组的
冲击 ; 还可以实现快速无冲击并网 。 变桨距控制与变速恒频技术相结合 , 可以提
高风力发电系统的效率和电能质量。目前变桨机构有液压和电动两种 [1]

1.3.1 变桨距与定桨距的比较
风机机组的分类:定桨距失速控制风机和变桨距控制风机。
定桨距失速控制风机:风力机的功率调节完全依靠叶片气动特性进行控制 。
这种机组的输出功率随风速的变化而变化 , 通常难以保证在额定风速之前风能利
用系数较大 , 特别是在低风速段 。 这种机组通常设计为有两个不同功率 、 不同极
对数的异步发电机。
大功率高转速发电机工作在高风速区,小功率低转速发电机工作在低风速
区 , 由此来调整风能利用系数 。 当风速超过额定风速时 , 通过叶片的失速或偏航
控制降低风能利用系数,从而文持功率恒定。
变桨距控制风机 : 变桨距风力发电机组的功率调节不完全依靠叶片的气动特
性 , 主要依靠改变叶片节距角 ( 气流方向与叶片横截面的弦的夹角 ) 来进行调节 。
在额定风速以下时节距角处于零度附近 , 此时 , 叶片节距角受控制环节精度的影
响 , 变化范围很小 , 可看作等同于定桨距风机 。 在额定风速以上时 , 变桨距机构
发挥作用,调整叶片节距角,保证发电机的输出功率在允许范围以内。
定桨距失速控制风力机机构简单,造价低,并具有较高的安全系数, 利于
市场竞争。但失速型叶片本身结构复杂,成型工艺难度也较大。随着功率增大 ,
叶片加长 , 所承受的气动推力增大 , 叶片的失速动态特性不易控制 , 使制造更大
机组受到限制。
变桨距型风力机能使叶片的节距角随风速而变化 , 起动风速较定桨距风力机
低 , 停机时传动机械的冲击应力相对缓和 , 它可以使发电机在额定风速以下的工
作区段有较大的功率输出 , 而在额定风速以上的高风速区段不超载 , 不需要过载
能力大的发电机等 , 从而使风力机在各种工况下 ( 起动、正常运转、停机 ) 按最佳
参数运行。当然,它的缺点是需要有一套比较复杂的变距调节结构 [2]
。定桨距与变桨距的比较如表 1.1 :
表 1.1 定桨距与变桨距的比较
类别 定桨距 变桨距
风速变化 不变桨 可以变桨
效率 低 高
调节风能吸收的方法 叶片本身的气动性能 变桨
成本 低 高
文护 简单 复杂
桨叶与轮毂的连接 固定 可旋转的
性能 低 高
单机容量 中小容量 大容量
复杂性 简单 控制复杂
1.3.2 变桨系统的机械结构
风力机 的变桨距机构主要由推动杆、支撑杆、导套、防转装置、同步盘 、 短
转轴、连杆、长转轴、偏心盘、桨叶法兰等部件组成 [3]

各组成部件作用如下:
推动杆:传递动力,把机舱内液压缸的推力传递到同步盘上。
支撑杆:是推动杆轮毂端径向支撑部件。
导套:与支撑杆形成轴向运动副,限制支撑杆的径向运动。
同步盘:把推动杆的轴向力进行分解,形成推动三片桨叶转动的动力。
防转装置:防止同步盘在周向分力作用下转动,使其与轮毂同步转动。
其中同步盘、短转轴、连杆、长转轴、偏心盘组成了曲柄滑块机构,将推
动杆的直线运动转变成偏心盘的圆周运动。
该机构的工作过程如下:控制系统根据当前风速,以一定的算法给出液压 风力机自适应变桨距调节系统设计+CAD图纸+(3):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_143.html
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