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专利号: 2016104865086
申请人: 曲阜师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液力机械或液力发动机;风力、弹力或重力发动机;其他类目中不包括的产生机械动力或反推力的发动机
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自动调控风电机组偏航阻尼的方法,采用磁悬浮偏航系统以取代齿轮驱动的偏航系统,所述磁悬浮偏航系统包括偏航电机、悬浮支架、气隙传感器、风速风向仪,所述偏航电机包括转子、定子,所述转子与转子控制器相连,所述定子与定子控制器相连,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤1,当风向改变时,偏航启动,计算风力作用于风电机组机舱而产生的风力转矩TW;

步骤2,如果风力转矩TW小于机舱偏航所需驱动转矩TN,则首先启动悬浮,即调节所述转子的电流,使其产生的电磁吸力大于机舱重力,使机舱悬浮上升至悬浮平衡点,然后给所述定子正向馈电,所述偏航电机将产生正向电磁转矩Te,即电磁转矩Te与风力转矩TW的方向一致,偏航电机按第一偏航系统运动方程驱动机舱按给定的偏航转速进行偏航;

步骤3,如果风力转矩TW大于机舱偏航所需驱动转矩TN,但小于2TN,则首先启动悬浮,即调节所述转子的电流,使其产生的电磁吸力大于机舱重力,使机舱悬浮上升至悬浮平衡点,然后给所述定子反向馈电,所述偏航电机将产生反向电磁转矩Te,即电磁转矩Te与风力转矩TW的方向相反,偏航电机按第一偏航系统运动方程驱动机舱按给定的偏航转速进行偏航;

步骤4,如果风力转矩TW大于两倍的机舱偏航所需驱动转矩TN,则不启动悬浮,根据风力的大小调节所述转子的电流,使其产生的电磁吸力小于风电机组机舱的重力,然后给所述定子正向馈电,所述偏航电机按第二偏航系统运动方程驱动机舱按给定的偏航转速进行偏航。

2.根据权利要求1所述一种自动调控风电机组偏航阻尼的方法,其特征在于:所述步骤

1中的风力作用于风电机组机舱的风力转矩TW为:

式中,ρ为空气密度,A为机舱迎风面积,l为机舱绕塔架轴线的转动半径,VW为风速,θ为风向角,CW为转矩系数。

3.根据权利要求1所述一种自动调控风电机组偏航阻尼的方法,其特征在于:所述步骤

2和步骤3中的第一偏航系统运动方程为:

式中,TW为风力作用于风电机组机舱的风力转矩,Te为偏航电机产生的电磁转矩,且满足Te=TN-TW,TL为机舱绕塔架轴线的惯性力矩,J为机舱的转动惯量,ω为偏航角速度。

4.根据权利要求1所述一种自动调控风电机组偏航阻尼的方法,其特征在于:所述步骤

4中的第二偏航系统运动方程为:

式中,TW为风力作用于风电机组机舱的风力转矩,Tf为摩擦阻力矩,Te为偏航电机产生的电磁转矩,且满足Te=TN-TW+Tf,TL为机舱绕塔架轴线的惯性力矩,J为机舱的转动惯量,ω为偏航角速度。