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直驱永磁风力发电机低压交流变桨控制系统设计与应用研究

2013-09-03 浏览数:1915

  电源管理模块设计为3相400VAC输入,直流电压输出可调(60-100VDC)。
  直流电压变换模块可以实现直流宽电压范围的输入和输出功能,一个直流电压转换模块给继电器和外部设备供电,另一个直流电压转换模块给PLC控制模块供电。
  超级电容组和驱动直接连在直流母线上,在电容和母线之间没有开关或接触器,这种构造可以实现低电压穿越功能。
  后备电源采用超级电容方案,超级电容具有充电时间快、工作和存储温度宽泛、使用寿命长等优点。超级电容目前广泛的应用于风力发电系统。
  3.4 桨叶位置精度计算
  桨叶位置的精度控制,采用的设计方案为双编码器控制,一个安装于变桨电机、另一个安装于桨叶,通过不通的软件算法,将电机编码器和桨叶编码器计算出来的桨叶位置进行比较,相差2°/s变桨控制系统会收桨停机,保证风机的运行安全。同时将桨叶位置偏差报警上报于主控制系统。编码器器的选型为SSI多圈24位编码器。

叶位置的计算公式为:

桨叶位置=变桨总变比*360º/212*212,变桨总变比为1500
桨叶位置=变桨总变比*360º/212*212=1521*360/212*212=0.032º
通过计算可得桨叶位置的精度为0.032º,可以满足国18条关于变桨系统桨叶位置精度的要求。
1.1         超级电容顺桨能力计算
顺桨时间计算:
注释:90度为桨叶行程度数,8/S为客户要求紧急顺桨速度
单次顺桨的容量计算为:
Q=S*P电机=12*7500=90000J
注释:7500W为电机额定功率,根据客户的电机额定功率来计算
电容的有效容量(有效放电深度:90VDC-40VDC
Q= ==3250*83=270833J
U的数据可以参考两个方面:1、超级电容组的放电最低电压。2、电机运行需要的最低电压。
电机最低电压的计算公式为: =
有效电能放电次数:
主要测试变桨在各种速度运行下加载的20Nm55Nm75Nm120Nm160Nm时的变桨电机电流。同时还测试了额定加载力矩55Nm时的变桨阶跃响应和跟踪主控正弦给定状况。

【延伸阅读】

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