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直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)低壓交流變槳控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

2013-09-03 瀏覽數(shù):2087

  電源管理模塊設(shè)計(jì)為3相400VAC輸入,直流電壓輸出可調(diào)(60-100VDC)。
  直流電壓變換模塊可以實(shí)現(xiàn)直流寬電壓范圍的輸入和輸出功能,一個(gè)直流電壓轉(zhuǎn)換模塊給繼電器和外部設(shè)備供電,另一個(gè)直流電壓轉(zhuǎn)換模塊給PLC控制模塊供電。
  超級(jí)電容組和驅(qū)動(dòng)直接連在直流母線上,在電容和母線之間沒有開關(guān)或接觸器,這種構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)低電壓穿越功能。
  后備電源采用超級(jí)電容方案,超級(jí)電容具有充電時(shí)間快、工作和存儲(chǔ)溫度寬泛、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容目前廣泛的應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
  3.4 槳葉位置精度計(jì)算
  槳葉位置的精度控制,采用的設(shè)計(jì)方案為雙編碼器控制,一個(gè)安裝于變槳電機(jī)、另一個(gè)安裝于槳葉,通過(guò)不通的軟件算法,將電機(jī)編碼器和槳葉編碼器計(jì)算出來(lái)的槳葉位置進(jìn)行比較,相差2°/s變槳控制系統(tǒng)會(huì)收槳停機(jī),保證風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全。同時(shí)將槳葉位置偏差報(bào)警上報(bào)于主控制系統(tǒng)。編碼器器的選型為SSI多圈24位編碼器。

葉位置的計(jì)算公式為:

槳葉位置=變槳總變比*360º/212*212,變槳總變比為1500。
槳葉位置=變槳總變比*360º/212*212=1521*360/212*212=0.032º
通過(guò)計(jì)算可得槳葉位置的精度為0.032º,可以滿足國(guó)18條關(guān)于變槳系統(tǒng)槳葉位置精度的要求。
1.1         超級(jí)電容順槳能力計(jì)算
順槳時(shí)間計(jì)算:
注釋:90度為槳葉行程度數(shù),8/S為客戶要求緊急順槳速度
單次順槳的容量計(jì)算為:
Q=S*P電機(jī)=12*7500=90000J
注釋:7500W為電機(jī)額定功率,根據(jù)客戶的電機(jī)額定功率來(lái)計(jì)算
電容的有效容量(有效放電深度:90VDC-40VDC
Q= ==3250*83=270833J
U的數(shù)據(jù)可以參考兩個(gè)方面:1、超級(jí)電容組的放電最低電壓。2、電機(jī)運(yùn)行需要的最低電壓。
電機(jī)最低電壓的計(jì)算公式為: =
有效電能放電次數(shù):
主要測(cè)試變槳在各種速度運(yùn)行下加載的20Nm、55Nm、75Nm、120Nm160Nm時(shí)的變槳電機(jī)電流。同時(shí)還測(cè)試了額定加載力矩55Nm時(shí)的變槳階躍響應(yīng)和跟蹤主控正弦給定狀況。

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