为了在不停机的前提下,安全可靠地对齿轮箱进行故障检测,并实现风力发电机在齿轮箱故障工况下的容错控制运行,提出一种基于标准数据采集与监视控制(SCADA)数据协同的风力机故障检测与控制方案。介绍了风力发电机的系统模型与SCADA解决方案框架,通过回归建模、异常分析和集成学习对风力发电机系统进行故障检测并获得健康指标;借助模糊逻辑控制对风力发电机的输出功率进行降额控制,从而实现风力发电机在齿轮箱故障工况下的容错控制运行,最后进行仿真实验,并将仿真结果与一个实际运行的2 MW风力发电机系统进行对比。实验结果表明该故障检测与容错控制方案可以有效地对齿轮箱进行故障检测,并在存在故障时适当对风力发电机的输出功率进行降额控制,从而降低叶片和塔架承受的应力,并有效降低了齿轮箱轴承和润滑油的温度。

为了提高风力发电机机舱罩装配平台双液压缸同步控制系统的同步精度,分析了阀控缸位置控制的数学模型,并设计了一种基于模糊自适应PID的双液压缸位置同步控制系统。运用MATLAB仿真软件,将模糊自适应PID控制器应用于液压同步控制系统中。结果表明,使用模糊PID控制器的控制系统能够减小由外负载差异引起的液压缸位置同步误差,提高装配平台的运动精度。

为实现液压型风力发电机在低风速下的恒转速控制,以大功率的低速大扭矩径向柱塞泵代替传统的定量泵,分析风力发电机在低风速下的性能。基于液压型风力发电机组的工作原理,建立定量泵-变量马达主传动系统数学模型,采用PID算法闭环调速控制的方法实现变量马达恒转速输出。仿真实验结果表明,在低转速下定量泵的负载和输入转速变化,对变量马达恒定输出转速的影响不明显。在定量泵转速输入出现波动和负载发生变化的情况下,采用PID算法闭环调速控制的方法,能够实现变量马达在低风速下的恒转速输出。

针对离网小型垂直轴风力发电机工作中存在的流固耦合作用,根据湍流模型和流固耦合算法建立数学模型,利用COMSOL Mutiphysics软件对风力发电机叶片NACA0012翼型进行流固耦合计算,研究了翼型的气动性能。研究得出NACA0012翼型在攻角为14时开始出现失速特征,在失速前可达到最大升力阻力系数比值,升力约为阻力的55倍,具有优异的使用性能。翼型弦长变化对升阻力系数影响不大,仿真结果与国外公布的实验数据相符,验证了该方法的可行性,为离网小型垂直轴风力发电机叶片翼型设计提供新的理论基础。

风机齿轮箱振动信号具有非平稳、非高斯特性,多种模式混叠和复杂的传递路径使得故障信息微弱完全淹没在噪声之中.针对故障特征提取的难题,将双树复小波变换引入振动信号分析,提出了一种新的工业风力发电机齿轮箱故障诊断方法.首先对风机齿轮箱振动信号进行双树复小波分解,然后计算各频带分量的峭度值,利用峭度筛选故障敏感分量.最后对故障敏感分量进行频谱分析提取故障特征频率.实验结果表明双树复小波变换可将复杂信号分解为不同频带分量,抑制平移敏感性和频率混叠.与传统离散小波变换相比,能有效抑制虚假频率出现并准确提取故障特征.本文提出的方法已成功用于风力发电机工业运行监测并准确诊断多种类型的齿轮箱故障.

针对风力发电机变转速工况,采用集中质量参数法建立了变速风电行星齿轮传动系统的动力学模型,通过傅里叶级数将时变啮合刚度转化为啮合频率的函数形式,根据仿真的线性升速曲线,分析了变转速对齿轮副时变啮合刚度的影响,并利用龙格库塔法求得了传动系统中各齿轮的动态响应.在此基础上,对风电齿轮箱试验台升速过程测试信号进行分析,验证了所建变转速风电行星齿轮传动系统动力学模型的有效性.

针对目前金风科技1.5MW永磁直驱风力发电机装配中的BT轴承冷冻安装的工艺进行分析,阐述了该工艺存在的质量隐患.并提出一种新的轴承加热安装工艺,彻底解决了现有工艺带来的质量问题,同时提高了作业效率.

采用数学解析法推导出变桨驱动力矩M是与液压缸活塞承压面积A、变桨机构回转半径r、中心距a、液压缸安装距L min四重自变量以及桨距角θ有关的函数,结合变桨载荷对变桨机构进行优化设计,并对关键零部件进行强度分析。

1风力发电机对储能的迫切要求 由于风的随机性导致风力机输入功率的随机波动为了平抑这种波动现代风力机都采用变桨控制的方法。但是由于变桨控制系统的被控对象—叶片的惯性很大因此变桨控制只能平抑慢变的风速波动对于阵风是来不及调节的。况且即使液压变桨系统有足够快的动态也不宜用于叶片的快速调节因为叶片会产生强烈的扭振大大缩短叶片的寿命。

近年来,环保意识不断增强,利用可再生能源的技术取得重大突破性进展,风力发电行业迅速发展起来。随之而来的就是风力发电机的广泛使用,风力发电机的动力来源主要是风能,通过风能的动力使发电机的叶片旋转,从而使风能转换成电能。这种设备优点较多,但结构也相对复杂,如果在使用和维护过程中不科学地进行操作,很容易发生重大设备故障。例如,在对风力发电机的偏航刹车液压系统开展泄压工作时,设备就极易受管道压力突变的影响而发生故障,对设备的安全运行造成极大的威胁。基于此,本文简要分析有效减小风机偏航刹车液压系统液压冲击的方法,旨在为实际操作这项工作提供一些可行的方法。