恒压网络电液变量马达的风力机变桨距控制

《恒压网络电液变量马达的风力机变桨距控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年11月农业机械学报第45卷第11期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．11．032*恒压网络电液变量马达的风力机变桨距控制殷秀兴林勇刚李伟王成东刘宏伟顾亚京(浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，杭州310027)摘要:提出恒压网络电液变量马达的风力机变桨距控制技术，通过调节接入到恒压网络中变量马达的排量来控制变桨转矩和方向，并适应变桨载荷的变化。在此基础上，构建了系统数学模型，分析了其双闭环的桨距角位置控制特性和参考桨距角的模糊给定策略，并进行了仿真实验。结果表明，变量马达变桨距的响应速度较快，可将传动链转矩稳定于

2、额定值的5%以内，将功率稳定于额定值的6%以内。相比于常规变桨距方式，该方式变桨效率较高，功率和转矩控制的准确性较好。关键词:恒压网络风力机变量马达变桨距双位置闭环控制中图分类号:TM614;TK83文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)11-0206-06电动变桨距的系统结构较为紧凑，同步与准确引言性较好，但易产生过量热负荷，较难实现大惯量负载［15］［16］当来流风速高于其额定值时，风电系统根据风的变桨距控制。液压变桨距容易实现大惯量速的变化，通过变桨距控制，实时地调节桨叶的节距负载的变桨距控制，但采用阀控缸与活塞连杆形式角，限制风轮捕获的机

3、械动能，稳定输出功率，同时的传动机构，需将液压缸的直线位移转换为桨距角降低载荷波动和冲击。并网过程中，变桨距控制还位移，因线位移与角位移间存在非线性转换，从而导可实现发电机快速无冲击地并网运行，提高系统的致系统控制精度较低，动态性能欠佳。发电效率和电能质量。变桨距作为主流风电机组实鉴于此，提出恒压网络电液变量马达的变桨距现变速运行与功率控制的必备的关键技术之一，正控制方式，采用电动机与变量液压马达联合作动与起到越来越重要的作用。国外大型尤其是兆瓦级以控制的方式，不仅具有电动变桨距的结构简洁等优上的变速恒频风力机组也都毫无例外地采用了变桨点，而且具有液压变桨距易于

4、实现大惯量负载的变［1］距控制技术。桨距控制的优点。同时，该方式克服了电动变桨距然而，目前风力机均采用电动或液压缸的变桨的易过热和液压变桨距结构复杂、控制精度较低等［2－8］距控制方式。针对电动变桨距的研究较多地涉缺点。及电机变桨距的模型与控制方案，并未指明该系统本文设计变量马达变桨距控制系统，阐述其变的缺点和改进的方向。文献［9－12］较多地关注变桨距控制的工作原理，构建系统变桨距控制的数学桨距控制器的设计，但并未研究液压变桨距控制的模型，给出桨距角的双闭环位置控制模型。同时，提精度和简洁性等问题。出参考桨距角的模糊给定策略，并搭建仿真实验平［13］［14］姜

5、继海等和马琛俊设计并研究了风力机台，进行变桨距控制的对比实验研究。的直驱式容积控制及其节能型电-液复合变桨距系1设计与原理统。设计了该系统的半物理仿真实验台，进行了仿真实验研究，证明了该系统的可行性和有效性。然如图1，变桨距系统主要由恒压网络、变排量液而，该系统变桨距控制的关键元件仍采用液压缸，且压马达、变桨齿轮系以及风力机桨叶等构成。其中，该系统强调变桨距控制中并不重要的节能性，对控由电动机、变量泵、蓄能器、安全阀等构成了恒压网制的高效性和精度却未涉及，系统效率和精度有待络，该网络输给变排量液压马达的油压相对稳定，压验证。力大小取决于蓄能器的充液状态，流量随变

6、桨载荷收稿日期:2013-12-16修回日期:2014-03-04*国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目(51221004)和“十二五”国家科技支撑计划资助项目(2012BAA01B01)作者简介:殷秀兴，博士生，主要从事风力及海流能发电与控制研究，E-mail:lixingfile@163．com通讯作者:林勇刚，副教授，主要从事风力及海流能发电研究，E-mail:yglin@zju．edu．cn第11期殷秀兴等:恒压网络电液变量马达的风力机变桨距控制207的变化而变化。变量液压马达通过行星式变桨齿轮油经滤油器、变量泵和单向阀后输出并作为驱动变系与桨叶

7、连接，该液压马达为ＲexrothA6VM系列电量马达及其变量机构的恒压油源。同时，比例方向液比例连续变排量液压马达，采用轴向柱塞斜盘式阀得电并控制变量液压缸活塞杆变量的位移，变量结构，通过电控比例方向阀和变量液压缸对其排量液压缸继而控制变量液压马达进行变桨距控制。当进行连续地控制，其排量正比于所施加的电流控制实际输出功率超过额定值较多时，比例阀处于右位，信号，内置的变量缸位移传感器用于实时检测马达变量液压缸左移，变量液压马达带动桨叶顺桨，桨距排量。比例放大器将控制器输出的电压信号转成电角增大;当实际功率减小到很接近额定值且二者之流信号以驱动比例方向阀和变量液压缸

8、动作，变量差的变化率较大