直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制模型

    直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用水平軸、三葉片、上風(fēng)向、變槳距調(diào)節(jié)、直接驅(qū)動、永磁同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的總體設(shè)計方案，相對于傳統(tǒng)的異步發(fā)電機(jī)組其優(yōu)點(diǎn)如下[1]：
    1（1）由于傳動系統(tǒng)部件的減少，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性和可利用率；
    2（2）永磁發(fā)電技術(shù)及變速恒頻技術(shù)的采用提高了風(fēng)電機(jī)組的效率；
    3（3）機(jī)械傳動部件的減少降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的噪音；
    4（4）可靠性的提高降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本；
    5（5）機(jī)械傳動部件的減少降低了機(jī)械損失，提高了整機(jī)效率；
    6（6）利用變速恒頻技術(shù)，可以進(jìn)行無功補(bǔ)償；
    7（7）由于減少了部件數(shù)量，使整機(jī)的生產(chǎn)周期大大縮短。
    2 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳特性敘述
    直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為變槳距調(diào)節(jié)型風(fēng)機(jī)，葉片在運(yùn)行期間，它會在風(fēng)速變化的時候繞其徑向軸轉(zhuǎn)動。因此，在整個風(fēng)速范圍內(nèi)可能具有幾乎最佳的槳距角和較低的切入風(fēng)速。在高風(fēng)速下，改變槳距角以減少功角，從而減小了在葉片上的氣動力。這樣就保證了葉輪輸出功率不超過發(fā)電機(jī)的額定功率。
    對于變槳距調(diào)節(jié)后對的功率特性的影響等等問題，這里我們將對機(jī)組葉片上的氣動性能進(jìn)行分析，從而進(jìn)一步的了解變槳后，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能影響
    2.1 不同變槳角度下的特性
    根據(jù)葉素理論，當(dāng)一個葉素在流暢中運(yùn)動時，葉素的上表面是負(fù)壓力（吸力）；下表面是正壓力。由于壓力分布在葉素上而產(chǎn)生的載荷，可以用兩個力（升力L 垂直于風(fēng)向V；阻力D 平行于風(fēng)向并與升力垂直）和一個力矩（俯仰力矩M）來表示。[2]
    對于變槳距風(fēng)力機(jī)來說，調(diào)節(jié)變槳也同時意味著調(diào)節(jié)功角的大小。變槳距風(fēng)力機(jī)的實(shí)際工作中，往往也通過軸承機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動葉片來減小功角α，以此來減小CL，減小升力，扭矩和功率。
    這里我們分析變槳距風(fēng)機(jī)在不同變槳角度下的特性。
         1．首先我們先舉例一個風(fēng)機(jī)的電機(jī)的功率曲線圖。如圖2.1 所示：
     2．我們根據(jù)此風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片特性，描繪出該風(fēng)機(jī)變槳角度是0°時，在不同的風(fēng)速下，葉輪對電機(jī)的驅(qū)動功率的大小。如圖2.2所示：