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《離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)-待修定》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)(待修定)Liwangxingfenglifadianjidetiaosuxitong離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)(speedregulationsystemofoffgridwindpowergenerators)M當(dāng)風(fēng)速大丁?額定風(fēng)速時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力檢:電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速和輸出功率，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速和額定功率附近的裝置。風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率計(jì)算公式為P二*pSACp",式屮，p為空氣密度；v為風(fēng)速;A為風(fēng)輪掃略而積；Cp為風(fēng)能利用系數(shù)；77為機(jī)組效率。從式屮可以看出風(fēng)力機(jī)的
2、功率與風(fēng)速的立方成正比。若風(fēng)速捉高2倍，功率將增大8倍。為保證風(fēng)力機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)
3、門*風(fēng)速超出額定風(fēng)速時(shí)要限制風(fēng)論轉(zhuǎn)速及輸出功率，使其運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速和額定功率附近木超過允許值常見的調(diào)速方式有：1、風(fēng)輪偏轉(zhuǎn)調(diào)速：水平偏轉(zhuǎn)或上仰轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)輪偏離風(fēng)向；2、葉片失速，降低■風(fēng)輪區(qū)冇
4、效率；3、葉片變槳距調(diào)速：葉片或葉片的一部分繞自身的軸線偏轉(zhuǎn)，改變槳距角；風(fēng)輪偏離風(fēng)向的調(diào)節(jié)方式當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)輪偏離風(fēng)向，使高于額定值的風(fēng)速在風(fēng)輪軸向的分風(fēng)速仍然等于額定風(fēng)速，由此控制風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速和輸出功率。使風(fēng)輪偏側(cè)
5、的機(jī)構(gòu)有風(fēng)輪偏置和電動(dòng)機(jī)馭動(dòng)等。風(fēng)輪偏離風(fēng)向時(shí)的復(fù)位及偏轉(zhuǎn)力矩的平衡可采用彈簧彈力、風(fēng)輪連同發(fā)電機(jī)等機(jī)件的重力、尾舵重力矩和舵板翻轉(zhuǎn)力等方式。風(fēng)輪偏置使風(fēng)輪偏離風(fēng)向?qū)L(fēng)輪連同發(fā)電訓(xùn)回轉(zhuǎn)體偏置一個(gè)距離安裝在塔桿頂部的回轉(zhuǎn)軸承上，當(dāng)風(fēng)輪盤面受到風(fēng)壓力時(shí)由于風(fēng)輪后方的支撐點(diǎn)不在風(fēng)輪軸線上，在風(fēng)壓作用下形成偏轉(zhuǎn)力矩，使風(fēng)輪繞冋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在額定風(fēng)速￡吋,風(fēng)輪盤面正對(duì)風(fēng)，Y=0；當(dāng)超過額定風(fēng)速，風(fēng)速為M時(shí)，為保持風(fēng)輪軸向的風(fēng)速不變，隨風(fēng)速的變化風(fēng)輪■應(yīng)偏側(cè)的角度為口,其角度值為Yj=arccos—。例如風(fēng)力機(jī)
6、額定風(fēng)速為10m/s,則不同風(fēng)速下風(fēng)輪應(yīng)偏側(cè)的角度如圖1示。風(fēng)輪偏置，尾舵重力矢巨復(fù)位限速機(jī)構(gòu)在風(fēng)輪直徑10米以內(nèi)的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上較多采用風(fēng)輪偏置、在尾舵絞接處設(shè)置向后、向側(cè)傾斜的絞聯(lián)銷的結(jié)構(gòu)，利用尾舵重力矩的反作用力矩對(duì)風(fēng)力機(jī)主體施加轉(zhuǎn)矩的方法平衡風(fēng)輪偏轉(zhuǎn)力矩或使風(fēng)輪復(fù)位。風(fēng)輪的氣動(dòng)偏轉(zhuǎn)力矩
7、w風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速及偏置量有關(guān)，訶隨不同風(fēng)速和風(fēng)輪偏側(cè)的不同角度而變化；尾舵的復(fù)位力矩與尾舵的重力矩和尾舵較鏈銷傾斜角的設(shè)置冇關(guān)，并隨風(fēng)輪偏側(cè)的k同角度而變化。該機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求是：①在額定風(fēng)速卜?，風(fēng)輪止對(duì)風(fēng)，
8、風(fēng)輪偏置后的氣動(dòng)偏轉(zhuǎn)力矩應(yīng)與尾舵重力矩的復(fù)位力矩平衡，以保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸岀額定功率，如圖2所示；（2）在超過額定風(fēng)速到允許的最大工作風(fēng)速范圍內(nèi)，首先針對(duì)不同風(fēng)速風(fēng)輪偏
9、肉風(fēng)向后側(cè)的角度應(yīng)使風(fēng)輪軸向的分風(fēng)速維持在額定風(fēng)速值。此后風(fēng)輪在各不同的偏側(cè)角度下應(yīng)使尾舵復(fù)位力矩與風(fēng)輪的氣動(dòng)偏轉(zhuǎn)力矩同步變化，并互相平衡。即在調(diào)速過程屮風(fēng)輪處任一偏角位置均能隨風(fēng)速的變化而靈皺偏轉(zhuǎn)，無卡滯現(xiàn)象。如圖3所示。③風(fēng)力機(jī)運(yùn)行過程中不允許出現(xiàn)冇害的劇烈振蕩。圖2采用風(fēng)輪偏置、尾舵重力矩復(fù)位限速機(jī)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)在止常運(yùn)行卜作狀
10、態(tài)圖3風(fēng)輪偏置、尾舵重力矩復(fù)位限速機(jī)構(gòu)風(fēng)力機(jī)限速狀態(tài)風(fēng)輪偏置、翻轉(zhuǎn)舵板限速機(jī)構(gòu)將風(fēng)輪連同
11、發(fā)電機(jī)回轉(zhuǎn)體橫向偏置安裝在塔桿頂部的立軸軸承上，尾桿剛性固定在回轉(zhuǎn)體上，在尾桿的末端裝配可以調(diào)節(jié)傾斜角的舵軸，軸上安裝能夠靈活翻轉(zhuǎn)的舵板。通過改變舵軸的傾斜角，變更舵板風(fēng)壓中心的布局以及調(diào)整舵軸上、下的舵板質(zhì)量配置，可以調(diào)節(jié)尾舵的迎風(fēng)調(diào)向力矩。圖4為舵軸傾斜角不同時(shí)迎風(fēng)調(diào)向力矩的變化趨勢(shì)。在額定風(fēng)速下風(fēng)輪的偏轉(zhuǎn)力矩和尾舵的迎風(fēng)調(diào)向力矩相平衡，保持風(fēng)輪止對(duì)風(fēng)。如圖5所示。當(dāng)超過額定風(fēng)速時(shí)，出風(fēng)輪盤面壓力產(chǎn)生的偏
12、轉(zhuǎn)力拒人于尾舵的迎風(fēng)力矩，風(fēng)輪繞塔桿頂部的立軸軸承轉(zhuǎn)動(dòng)而偏離風(fēng)向，達(dá)到限制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和保持額電輸出功率的作用；當(dāng)風(fēng)速小于或等于額定值時(shí)，尾舵的迎風(fēng)力矩克服風(fēng)輪的偏轉(zhuǎn)力矩，使風(fēng)輪恢復(fù)到正對(duì)風(fēng)位置，風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)入正常工況。該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)在調(diào)向，調(diào)速時(shí)風(fēng)力機(jī)主體轉(zhuǎn)動(dòng)緩和平穩(wěn)，機(jī)構(gòu)絞接關(guān)節(jié)處載荷小，轉(zhuǎn)動(dòng)部位磨損輕。圖5采用風(fēng)輪偏置、翻轉(zhuǎn)舵板限速機(jī)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪上仰偏離風(fēng)向風(fēng)輪軸線高于橫向較鏈軸■個(gè)距離餃接在回轉(zhuǎn)支架上，構(gòu)成在上方的偏心距。在額定工況下，風(fēng)輪連同發(fā)電機(jī)在重力（或彈簧力）的作用下,風(fēng)輪
13、正對(duì)風(fēng)；當(dāng)超過額定風(fēng)速時(shí)，由風(fēng)輪盤面壓力產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩大于原有的重作用；當(dāng)力（或彈簧力），迫使風(fēng)輪繞橫向餃鏈軸向上仰起而偏離風(fēng)向，達(dá)到限速保護(hù)的低于額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)輪在重力（或彈簧力）的作用下，恢復(fù)到正對(duì)風(fēng)的位置。圖6為采用風(fēng)輪上仰偏離風(fēng)向限速機(jī)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)正常工作狀態(tài)和限速狀態(tài)。圖6風(fēng)輪上仰偏離風(fēng)向風(fēng)力機(jī)工作狀態(tài)和限速狀態(tài)葉片變槳距的調(diào)節(jié)方式在最佳槳距角時(shí)葉片有較高的升阻比，風(fēng)輪有較的氣動(dòng)效率高，反Z葉片偏離最佳槳距角時(shí)，風(fēng)輪的氣動(dòng)效率則降低，改變?nèi)~片槳距角稱作變槳距。當(dāng)風(fēng)速大于額定
