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直驅(qū)永磁風力發(fā)電機低壓交流變槳控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用研究

2013-09-03 瀏覽數(shù):2068

  電源管理模塊設(shè)計為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現(xiàn)直流寬電壓范圍的輸入和輸出功能,一個直流電壓轉(zhuǎn)換模塊給繼電器和外部設(shè)備供電,另一個直流電壓轉(zhuǎn)換模塊給PLC控制模塊供電。
  超級電容組和驅(qū)動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)造可以實現(xiàn)低電壓穿越功能。
  后備電源采用超級電容方案,超級電容具有充電時間快、工作和存儲溫度寬泛、使用壽命長等優(yōu)點。超級電容目前廣泛的應(yīng)用于風力發(fā)電系統(tǒng)。
  3.4 槳葉位置精度計算
  槳葉位置的精度控制,采用的設(shè)計方案為雙編碼器控制,一個安裝于變槳電機、另一個安裝于槳葉,通過不通的軟件算法,將電機編碼器和槳葉編碼器計算出來的槳葉位置進行比較,相差2°/s變槳控制系統(tǒng)會收槳停機,保證風機的運行安全。同時將槳葉位置偏差報警上報于主控制系統(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
通過計算可得槳葉位置的精度為0.032º,可以滿足國18條關(guān)于變槳系統(tǒng)槳葉位置精度的要求。
1.1         超級電容順槳能力計算
順槳時間計算:
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
單次順槳的容量計算為:
Q=S*P電機=12*7500=90000J
注釋:7500W為電機額定功率,根據(jù)客戶的電機額定功率來計算
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)可以參考兩個方面:1、超級電容組的放電最低電壓。2、電機運行需要的最低電壓。
電機最低電壓的計算公式為: =
有效電能放電次數(shù):
主要測試變槳在各種速度運行下加載的20Nm55Nm75Nm120Nm160Nm時的變槳電機電流。同時還測試了額定加載力矩55Nm時的變槳階躍響應(yīng)和跟蹤主控正弦給定狀況。

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