畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓獨(dú)立變漿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓獨(dú)立變漿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓獨(dú)立變漿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（31頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、密級(jí)： 風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓獨(dú)立變漿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)Dnesign on the Mechanism of Individual Hydraulic Variable-pitch for Wind Turbine全套圖紙加扣 3346389411或3012250582學(xué) 院： 專 業(yè) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)：學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 摘 要風(fēng)能是一種清潔的永續(xù)能源，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。隨著風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用的日益廣泛，風(fēng)力機(jī)組技術(shù)也進(jìn)行大量革新，從矢速控制發(fā)展到變槳距控制，從定速運(yùn)行發(fā)展到變速恒頻，從齒輪箱傳動(dòng)發(fā)展到無齒直驅(qū)和混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)。變槳距控制作為大型風(fēng)力機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)

2、之一，使風(fēng)電機(jī)組提供了更好的輸出功率品質(zhì)，本文對(duì)液壓獨(dú)立變槳距機(jī)構(gòu)進(jìn)行了初步的理論分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先，采用變距機(jī)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)可以使葉輪重量減輕，并使整機(jī)的受力狀況大為改善，并能在偏航機(jī)構(gòu)的輔助下，更多的捕獲風(fēng)能，而且在單一槳葉遇到故障停機(jī)時(shí)，其余兩槳葉仍可繼續(xù)帶傷工作，減少事故的發(fā)生，大大提高了風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性。其次，通過廣泛的查閱相關(guān)資料，了解風(fēng)力發(fā)電的歷史，及目前兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)組的發(fā)展?fàn)顩r及研究成果，在國內(nèi)外的發(fā)展及其趨勢(shì)，并且通過學(xué)習(xí)，了解液壓變漿距的相關(guān)知識(shí)。再次，本文在風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，提出風(fēng)力機(jī)變槳距控制策略;改變傳統(tǒng)的曲柄機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)槳葉旋轉(zhuǎn)的統(tǒng)一變槳距方式，設(shè)計(jì)了搖塊機(jī)構(gòu)驅(qū)

3、動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)的獨(dú)立液壓變槳距機(jī)構(gòu)，通過理論分析與計(jì)算得出風(fēng)力機(jī)在極端運(yùn)行條件下變槳距所需推力，同時(shí)經(jīng)過計(jì)算分析得出槳葉的驅(qū)動(dòng)力，從而為下一步的設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)提供參數(shù)。最后，通過分析計(jì)算所得的槳葉的驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)行主要部件的計(jì)算選擇，設(shè)計(jì)獨(dú)立液壓變漿機(jī)構(gòu)的液壓部分。關(guān)鍵詞 風(fēng)力發(fā)電；獨(dú)立變漿距；液壓ABSTRACTWind energy is a clean and sustainable energy and has become an important part of the strategy of sustainable development in many countries.With t

4、he wide using of wind power, wind turbine technology updates a lot ,such as from stall control to variable-pitch control，from fixed speed to variable speed and constant frequency，from transmission technology of the gear box to gearless driving and hybrid driving technology. Since the variable-pitch

5、control was one of the key techniques in big-size wind turbine,this thesis applies theoretical analysis，simulation analysis and experimental validation to the study of the electro-hydraulic proportional hydraulic variable-pitch control system. Analysis the theory and design the structure for the ind

6、ependent hydraulic pitch-controlled system preliminary in this paper Firstly, the mechanism of variable for wind turbine can make institutions impeller the weight,and improved the force situation of the whole wind turbine.and more capture the wind energy at the help of yaw system.When a single blade

7、s meet downtime,the remaining two blades still can continue to work. reduce accidents, and greatly improving the operation safety of the wind turbine.Secondly,Through the extensive access relevant information, understanding of wind power, and the present development and research results of MW wind t

8、urbine .Thirdly，based on the aerodynamic analysis of wind turbine，the variable-pitch control strategy of the wind turbine was derived.It also changes the traditional variable-pitch approach driven by the crankshaft swinging bar mechanism,and designs the live hydraulic variable-pitch mechanism driven

9、 by the swing block mechanism.The thesis figures out the needed thrust pitch of the wind turbine under extreme operational conditions through the theoretical analysis,and designs variable-pitch Hydraulics system.Finally,through the analysis and calculation of the blades to calculatedthe driving forc

10、e and select the main parts , Design hydraulic calculation and institution of the independent hydraulic parts.KEY WOEDS： Wind power；individual variable-pitch；hydraulic i 目 錄摘 要II第一章 緒論11.1前言11.2 本文研究的目的及意義11.2.1 本文研究的目的11.2.2本文研究的意義21.3國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀21.3.1 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀21.3.2風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀31.3.3風(fēng)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)研究現(xiàn)狀41.3,4風(fēng)

11、力發(fā)電機(jī)組技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)6第二章 獨(dú)立液壓變槳距系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)82.1變槳距系統(tǒng)控制原理8第三章 變槳距機(jī)構(gòu)的分析與計(jì)算133.1變漿距系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算133.2液壓油缸的選擇15第四章 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)17第五章 結(jié)論22參 考 文 獻(xiàn)23致 謝252 *大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒論1.1前言能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當(dāng)今國際政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交關(guān)注的焦點(diǎn)。中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展，離不開有力的能源保障。我國能源資源品種豐富，人均占有量較少。水能和煤炭資源蘊(yùn)含量分別居世界第一位和第三位，石油和天然氣資源的探明剩余可采儲(chǔ)量目前僅列世界第13和第17位，各種能源資源人均占

12、有量都低于世界平均水平1。在世界化石能源快速消耗，環(huán)境污染日益嚴(yán)重的形勢(shì)下，風(fēng)能作為一種清潔的永續(xù)能源，與傳統(tǒng)能源相比，風(fēng)力發(fā)電不依賴外部能源，沒有燃料價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)電成本穩(wěn)定，也沒有碳排放等環(huán)境成本;此外，可利用的風(fēng)能在全球范圍內(nèi)分布都很廣泛。正是因?yàn)橛羞@些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分2。1.2 本文研究的目的及意義1.2.1 本文研究的目的目前，世界范圍內(nèi)能源緊缺，傳統(tǒng)能源又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的污染，因此新能源越來越顯示出其重要地位。我國并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自70年代問世以來，已經(jīng)歷了近30年的發(fā)展歷史。但由于一開始技術(shù)條件匱乏，設(shè)計(jì)人員對(duì)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行工況認(rèn)

13、識(shí)不足等種種原因，所設(shè)計(jì)的變距系統(tǒng)，其可靠性遠(yuǎn)不能滿足風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)行的要求，使后來進(jìn)入商品化的風(fēng)機(jī)都放棄了變距機(jī)構(gòu)而采用了較為簡單而又穩(wěn)定的定槳距結(jié)構(gòu)。經(jīng)過長時(shí)間的探索實(shí)踐，隨著技術(shù)條件的改善，設(shè)計(jì)人員對(duì)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行工況和各種受力狀態(tài)已經(jīng)有了深入的了解，不再滿足于僅僅提高風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的可靠性，而開始追求更高的風(fēng)能利用系數(shù)以捕獲更多的風(fēng)能，來得到更大的輸出功率。葉片技術(shù)的發(fā)展使得變漿距系統(tǒng)的普遍化打下了基礎(chǔ)。采用變距機(jī)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)可以使葉輪重量減輕，并使整機(jī)的受力狀況大為改善，并能在偏航機(jī)構(gòu)的輔助下，更多的捕獲風(fēng)能，而且在單一槳葉遇到故障停機(jī)時(shí)，其余兩槳葉仍可繼續(xù)帶傷工作，減少事故的發(fā)生，大大提高了

14、風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性。1.2.2本文研究的意義我國擁有非常豐富的風(fēng)能資源，并且是世界上利用風(fēng)力最早的國家之一，但進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)科研的工作起步較晚，使得風(fēng)力發(fā)電的諸多關(guān)鍵技術(shù)壟斷在歐美，特別是丹麥等國家的手中。隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，缺乏風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)己成為制約我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大障礙，特別是與風(fēng)電發(fā)達(dá)國家相比，我國風(fēng)電技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大型化、變槳距控制技術(shù)和變速恒頻等先進(jìn)風(fēng)電技術(shù)研發(fā)方面還存在較大差距。基于這樣的技術(shù)現(xiàn)狀，我國已投入運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組絕大部分是進(jìn)口機(jī)組，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的機(jī)組中很大一部分也是仿制國外引進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，使我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)不但受到運(yùn)輸、安裝、售前售后等方面的制約，而且機(jī)組安裝

15、成本過高，加大了全面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的難度。中國不能全面實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，究其根本來說，設(shè)計(jì)水平仍然是最主要的制約因素。所以加快我國風(fēng)電關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)是目前急待解決的問題。所以，作為大型變槳距風(fēng)力機(jī)核心技術(shù)，變槳距控制技術(shù)的研究是我國當(dāng)前在風(fēng)電領(lǐng)域的重要課題之一。本論文對(duì)風(fēng)電技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)之一的液壓變槳距系統(tǒng)作了初步的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.3國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀1.3.1 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)統(tǒng)計(jì)資料，2007年全球新增風(fēng)電裝機(jī)容量2000萬KW，分布在全球70多個(gè)國家和地區(qū)，其中，排在前五位的是美國(520萬KW)、西班牙(350萬KW)、中國(330萬KW

16、)、印度(170萬KW)、德國(166萬KW)。在歐洲和美國，新增風(fēng)電裝機(jī)容量在近幾年成為僅次于新增天然氣發(fā)電裝機(jī)容量的第二大新增電源。根據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，世界風(fēng)電裝機(jī)2010年為2億KW，2020年為12億KW，2030年為27億KW。屆時(shí)風(fēng)電將分別占世界總量的2.26%、12%和21%，風(fēng)電將逐漸成為主要的替代能源3。我國風(fēng)能資源豐富，已探明風(fēng)能理論儲(chǔ)量為犯.26億KW，而內(nèi)陸可開發(fā)利用的為2.5億KW，近?？衫蔑L(fēng)能為7.5億KW，主要集中在沿海、西北、東北及華北的北部地區(qū)，但風(fēng)力發(fā)電在我國還處于發(fā)展的初級(jí)階段，屬于朝陽產(chǎn)業(yè)。1994年并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)30眾W，年發(fā)電量7500萬

17、K認(rèn)飛;到 2000年底，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量已達(dá)344MW，年發(fā)電量約8.6億KWh，同時(shí)還有13萬臺(tái)小型獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在廣大牧區(qū)、海島、有風(fēng)無電的邊遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)行;最新統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，截止到2006年底，全國風(fēng)能資源豐富的14個(gè)省(自治區(qū))已建成并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)91座，累計(jì)運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 3311臺(tái)，總?cè)萘窟_(dá)259萬KW(以完成整機(jī)吊裝作為統(tǒng)計(jì)依據(jù))。按照歐盟的經(jīng)驗(yàn)，我國風(fēng)電裝機(jī)容量在2010和2020年分別達(dá)到2000萬KW和8000萬KW是完全有技術(shù)和市場(chǎng)保證的。1.3.2風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是涉及空氣動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制、機(jī)械工程、電機(jī)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料學(xué)等多學(xué)科的綜合性高技

18、術(shù)系統(tǒng)工程。國外風(fēng)電技術(shù)發(fā)展起源于19世紀(jì)末，到20世紀(jì)60年代，已生產(chǎn)出10-200KW的各種類型的風(fēng)力機(jī)，有些大型的風(fēng)力機(jī)已和電力系統(tǒng)并網(wǎng)，其中以丹麥的Gedser200KW風(fēng)力機(jī)最為出色。但其后因?yàn)轱L(fēng)力機(jī)運(yùn)行過程中發(fā)生的故障及事故，風(fēng)力發(fā)電并未受到全世界的普遍關(guān)注，直到1973年石油危機(jī)以后，隨著化石能源供應(yīng)的日漸緊張和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，風(fēng)能作為清潔的可再生能源重新受到了全世界的重視，吸引了大批研究人員和生產(chǎn)廠家的加入，并建立了許多大型風(fēng)電技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，如美國國家風(fēng)能研究中心倒場(chǎng)叮C)，丹麥RIS。國家研究實(shí)驗(yàn)室，荷蘭風(fēng)能研究中心 (ECN)等。特別是在近20年間，風(fēng)力發(fā)電有了迅猛的發(fā)

19、展，單機(jī)容量不斷增大，目前，兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)已經(jīng)是國際風(fēng)電市場(chǎng)上的主流機(jī)型4。風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的核心是風(fēng)電機(jī)組及其部件的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，我國風(fēng)電絕大部分關(guān)鍵技術(shù)落后，有些甚至是空白。我國在“九五”期間重點(diǎn)對(duì)600KW三葉片、定槳距、失速型、雙速發(fā)電機(jī)的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行了研制，掌握了整體總裝技術(shù)和關(guān)鍵部件葉片、電控、發(fā)電機(jī)、齒輪箱等的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，并初步掌握了總體設(shè)計(jì)技術(shù)。600KW失速型風(fēng)電機(jī)組及其主要部件如電氣控制系統(tǒng)、葉片等實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化批量生產(chǎn)。對(duì)變槳距600KW風(fēng)電機(jī)組也研制了樣機(jī)?！笆濉逼陂g在“863”計(jì)劃中對(duì)兆瓦級(jí)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行攻關(guān)，在攻關(guān)計(jì)劃中對(duì)750KW的失速性風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)品化和產(chǎn)業(yè)化

20、進(jìn)行攻關(guān)?！笆濉逼陂g重點(diǎn)安排了兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組的研制課題，完全立足于自主設(shè)計(jì)，技術(shù)方案采取雙饋發(fā)電機(jī)、多級(jí)增速箱、變槳距、變速技術(shù)，很大地促進(jìn)了我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展5。1.3.3風(fēng)電機(jī)組變槳距系統(tǒng)研究現(xiàn)狀當(dāng)今風(fēng)電技術(shù)日趨成熟，風(fēng)電機(jī)組向著大型化方展。目前，在歐美等國生產(chǎn)的大中型風(fēng)電機(jī)組中，安全與功率控制單元幾乎都是液壓系統(tǒng)控制的。變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)使風(fēng)電機(jī)組提供了更好的輸出功率品質(zhì)，因此變槳距調(diào)節(jié)是大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最佳選擇，已成為主流機(jī)型的必備技術(shù)之一6。變槳距控制是根據(jù)風(fēng)速的變化來調(diào)整葉片的槳距角，從而控制發(fā)電機(jī)的輸出功率，變槳距控制風(fēng)力機(jī)的葉片通過軸承固定在輪毅上，可以繞葉片的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)整

21、葉片的槳距角。在高風(fēng)速情況下，槳距角隨著風(fēng)速的增加不斷向正的安裝角度方向調(diào)整，減小氣流攻角以保持較小的升力來限制功率8。由于槳距角可以連續(xù)調(diào)節(jié)，因此在高風(fēng)速情況下可使發(fā)電機(jī)的輸出功率保持在額定功率8，這意味著變槳距風(fēng)電機(jī)組對(duì)由溫度和海拔高度的變化所引起的空氣密度的變化并不敏感。目前變槳距風(fēng)電機(jī)組的變槳驅(qū)動(dòng)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種形式并存的局面，并各有一定的優(yōu)缺點(diǎn)9，表1-1對(duì)比了液壓和電動(dòng)兩種變槳方式l0。按槳距角的控制方式又可分為統(tǒng)一變槳距系統(tǒng)和獨(dú)立變槳距系統(tǒng)。統(tǒng)一變槳距控制時(shí)，各槳葉節(jié)距角同時(shí)改變相同的角度;獨(dú)立變槳距控制時(shí)，各槳葉節(jié)距角的改變量可以各不相同，獨(dú)立變槳距控制因其能夠在穩(wěn)定輸

22、出功率的同時(shí)提高風(fēng)電系統(tǒng)的整體性能，特別是在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，由于風(fēng)輪掃過面積大，各個(gè)槳葉處風(fēng)速相差大，所以采用不同的槳距角更符合風(fēng)力機(jī)控制要求，其逐漸成為變槳距控制的主導(dǎo)。圖1-2(a)至圖1-2(c)分別表示了幾種變槳距方式。表1.1液壓變漿距系統(tǒng)與電動(dòng)變漿距系統(tǒng)比較 液壓 電動(dòng) 高壓力且無齒輪，無齒隙，頻率響應(yīng)快 低耗能 蓄能器保證失效安全， 低溫下蓄能器 運(yùn)行安靜優(yōu)點(diǎn) 儲(chǔ)存的能量降較小，蓄能器儲(chǔ)存的能 電路響應(yīng)速度比油路快 量通過壓力容易實(shí)現(xiàn)監(jiān)控 缺點(diǎn) 可能存在的液壓油泄漏；泵持續(xù)運(yùn)行產(chǎn) 電池維護(hù)；低溫下，蓄能 生高能耗過濾和液壓油更換的重復(fù)維護(hù)； 器儲(chǔ)存的能量降較大；齒 需要流體旋

23、轉(zhuǎn)組件；蓄能器壓力損失 間隙；更多組件可能產(chǎn)生 的失效；蓄電池儲(chǔ)存的能 量不容易實(shí)現(xiàn)監(jiān)控 維護(hù) 每7-10年需要更換油缸密封件 蓄電池的壽命大約為3年外部 占用空間小，輪轂及軸承相可 占用空間相對(duì)較大配套 對(duì)較??；無需對(duì)齒輪進(jìn)行潤滑 需對(duì)齒輪進(jìn)行集中潤滑需求 減少集中潤滑的潤滑點(diǎn)(a)統(tǒng)一液壓變漿 (b)獨(dú)立液壓變槳 (c)電動(dòng)變漿圖1-2 幾種變漿距方式目前國內(nèi)外許多風(fēng)電企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)以及其他一些著名液壓產(chǎn)品供應(yīng)商都對(duì)液壓變槳技術(shù)進(jìn)行了研究，并在一些風(fēng)電機(jī)組中得到成功應(yīng)用。沈陽工業(yè)學(xué)風(fēng)能技術(shù)研究所2006年研制的IWM雙饋式變速恒頻風(fēng)電機(jī)組SUT一1000樣用了液壓驅(qū)動(dòng)、曲柄連桿及同步盤推動(dòng)

24、的驅(qū)動(dòng)方式，最大變距速率為7.5。/秒變距行程:O-915mm。該風(fēng)機(jī)已在營口仙人島風(fēng)電場(chǎng)調(diào)試運(yùn)行。1.3,4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)第一，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量日趨增大6。安裝大容量機(jī)組能夠降低風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)成本，降低整個(gè)風(fēng)力發(fā)電成本，從而提高風(fēng)電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，隨著現(xiàn)代風(fēng)電技術(shù)的日趨成熟，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)朝著提高單機(jī)容量，減輕單位千瓦重量，提高轉(zhuǎn)換效率的方向發(fā)展。第二，變槳距功率可調(diào)節(jié)方式取代失速調(diào)節(jié)方式。由于變槳距功率調(diào)節(jié)方式具有起動(dòng)性能好，輸出功率穩(wěn)定，機(jī)組結(jié)構(gòu)受力小，停機(jī)方便安全，近年來在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上得到了廣泛應(yīng)用。大多數(shù)風(fēng)電機(jī)組開發(fā)制造廠商，包括傳統(tǒng)矢速型風(fēng)電機(jī)組制造廠商，都開

25、發(fā)制造了變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。第三，變速恒頻技術(shù)得到快速推廣。隨著風(fēng)電技術(shù)以及電力電子技術(shù)的進(jìn)步，大多風(fēng)電機(jī)組開發(fā)制造廠商開始使用變速恒頻技術(shù)，并結(jié)合變槳距技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)出了變槳變速恒頻風(fēng)電機(jī)組，并在市場(chǎng)上快速推廣和應(yīng)用。第四，從葉片到發(fā)電機(jī)的新型驅(qū)動(dòng)方式。目前從風(fēng)輪到發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式主要有三種。第一種是通過齒輪箱多級(jí)變速驅(qū)動(dòng)雙饋異步發(fā)電機(jī)，簡稱為雙饋式，是目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品;第二種是風(fēng)輪直接驅(qū)動(dòng)多極同步發(fā)電機(jī)，簡稱為直驅(qū)式，直驅(qū)式風(fēng)力機(jī)具有節(jié)約投資，減少傳動(dòng)鏈損失和停機(jī)時(shí)間，以及維護(hù)費(fèi)用低、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上正在占有越來越大的份額;第三種是單級(jí)增速裝置加多極發(fā)電機(jī)技術(shù)，簡稱為混合式，

26、該設(shè)計(jì)介于純變速裝置驅(qū)動(dòng)和直驅(qū)之間，旨在融合兩者的優(yōu)點(diǎn)而避免其缺點(diǎn)。第五，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的開發(fā)應(yīng)用。海上風(fēng)電由于其資源豐富、風(fēng)速穩(wěn)定、開發(fā)利益相關(guān)方較少、不與其他發(fā)展項(xiàng)目爭(zhēng)地、可以大規(guī)模開發(fā)等優(yōu)勢(shì)，風(fēng)力發(fā)電正在從陸地走向海洋2，8。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組置身于運(yùn)行工況更為復(fù)雜的海上，機(jī)組地基和塔架要承受海水的腐蝕和海浪的拍打，機(jī)組自身還要設(shè)計(jì)有抵御臺(tái)風(fēng)的侵襲，所以應(yīng)用于海上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要具有更高的性能和安全要求。1.4主要研究內(nèi)容從風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大型化、產(chǎn)業(yè)化，和更高的風(fēng)能利用率的變速變槳距的要求出發(fā)，本文以雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象，對(duì)液壓獨(dú)立變槳控原理及機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)

27、方面：1.通過廣泛的查閱相關(guān)資料，了解風(fēng)力發(fā)電的歷史，及目前兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)組的發(fā)展?fàn)顩r及研究成果，在國內(nèi)外的發(fā)展及其趨勢(shì)，并且通過學(xué)習(xí)，了解液壓變漿距的相關(guān)知識(shí)。2.根據(jù)風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)原理，從理論上得出風(fēng)力機(jī)變槳距控制策略，提出采用液壓變槳距控制方案，并對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。3并分析計(jì)算變槳距所需驅(qū)動(dòng)力矩，以此為依據(jù)進(jìn)行主要部件的承載力，進(jìn)行主要部件的選擇。4通過分析計(jì)算變漿距所需驅(qū)動(dòng)力，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。并對(duì)變槳距系統(tǒng)在泵站啟動(dòng)，開槳，關(guān)槳緊急順槳等階段的油液循環(huán)線路圖進(jìn)行了分析。第二章 獨(dú)立液壓變槳距系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)經(jīng)過10多年的實(shí)踐，設(shè)計(jì)人員對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行工況和各種受力狀態(tài)已有了深入的

28、了解，不再滿足于僅僅提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性，而開始追求不斷優(yōu)化的輸出功率曲線，同時(shí)采用變槳距機(jī)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可使槳葉和整機(jī)的受力狀況大為改善，這對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總體設(shè)計(jì)十分有利。到了20世紀(jì)90年代，隨著控制術(shù)的不斷成熟，變速恒頻大型變槳距風(fēng)電機(jī)組不斷問世，變槳距技術(shù)受到全面重視。從今后的發(fā)展趨勢(shì)來看，在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中將會(huì)普遍采用變槳距控制技術(shù)。本章探討變槳距調(diào)節(jié)原理，為變槳距控制提供理論基礎(chǔ);并在此基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距電液比例控制系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.1變槳距系統(tǒng)控制原理根據(jù)風(fēng)能利用系數(shù)定義11，風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械功率為： （2-1）其中為空氣密度（kg/m3）；

29、Cp為功率系數(shù)；為葉尖速比；vt為葉尖速度（m/s）；為輪轂高度上游的風(fēng)速(m/s)；為漿距角（度）；R為風(fēng)輪半徑（m）?？諝鈩?dòng)力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為： (2-2)其中轉(zhuǎn)矩系數(shù)為： （2-3）各風(fēng)機(jī)制造商的技術(shù)文檔顯示各種風(fēng)機(jī)功率系數(shù)曲線非常相似，因此我們沒必要針對(duì)不同的風(fēng)機(jī)采用不同的功率系數(shù)曲線，根據(jù)文獻(xiàn)11研究，風(fēng)力機(jī)的功率系數(shù)可表示為： （2-4）其中： （2-5）根據(jù)以上歸納，變漿距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可采取如下控制策略12：（1） 在風(fēng)速低于額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)輸出的功率未達(dá)到額定功率，所以盡可能多的將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，此時(shí)，讓漿距角=0并保持最佳也減速比。（2） 在風(fēng)速超過額定風(fēng)速時(shí)，應(yīng)增大槳葉漿距角，

30、從而減少功率系數(shù)Cp，控制風(fēng)輪捕獲功率，使風(fēng)力機(jī)輸出功率穩(wěn)定在額定功率附近12。一旦功率系數(shù)Cp值確定，就能計(jì)算也減速比，此時(shí)能通過功率系數(shù)對(duì)照表Cp（，）來確定靜態(tài)漿距角。這就是液壓變漿距的原理。2.2變槳距系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)電機(jī)組輸出功率在額定功率以下時(shí)，在不同風(fēng)速下，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲;當(dāng)輸出功率超過額定功率時(shí)，通過電動(dòng)或者液壓驅(qū)動(dòng)改變槳距角來實(shí)現(xiàn)功率平穩(wěn)輸出。變槳距一般分為統(tǒng)一控制和獨(dú)立控制兩種方式。統(tǒng)一控制即機(jī)組所有槳葉都由一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，槳葉節(jié)距角變化相同；獨(dú)立控制，每個(gè)槳葉都由獨(dú)立的變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制，如果其中一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障，其余兩個(gè)槳葉仍能調(diào)節(jié)槳葉節(jié)距

31、角實(shí)現(xiàn)功率控制，繼續(xù)帶傷工作，而統(tǒng)一變槳距執(zhí)行結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障，只能停機(jī)維修，并且自然界的風(fēng)在整個(gè)風(fēng)輪掃及面上分布是不均勻的，獨(dú)立槳葉控制可以根據(jù)各個(gè)槳葉上的風(fēng)速不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，不僅能優(yōu)化發(fā)電機(jī)輸出功率，而且能減小槳葉拍打振動(dòng)，從而減小整機(jī)的動(dòng)態(tài)載荷15。液壓獨(dú)立變漿機(jī)構(gòu)由直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)兩部分組成，即固定在輪轂上的液壓油缸，在負(fù)載時(shí)的活塞桿的直線運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換成在活塞桿推動(dòng)或拉動(dòng)下，通過偏心軸的的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圖2-1所示為該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖：圖2-1 獨(dú)立液壓變漿距機(jī)構(gòu)原理圖根據(jù)圖2-1獨(dú)立液壓變漿距機(jī)構(gòu)原理圖的幾何位置關(guān)系，我們可以知道缸活塞桿的位移Y漿距角的關(guān)系如下： （2-6） 根據(jù)裝配圖可以得到如下

32、設(shè)計(jì)參數(shù)：l=1m；r=0.765m L=0.988m 即可表示出活塞桿的位移與漿距角的關(guān)系。本文研究的獨(dú)立液壓變漿機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)漿距角在0-90的范圍內(nèi)變化，并且在這一工作的范圍內(nèi)呈線性變化。如圖2-1獨(dú)立液壓變漿距機(jī)構(gòu)原理圖所示，為分析方便，我們規(guī)定：A1為無桿腔面積；A2為有桿腔面積；P1為無桿腔壓力；P2為有桿腔壓力。設(shè)獨(dú)立液壓變漿距左右兩腔的有效面積比為n，則有： （2-7）液壓缸在穩(wěn)態(tài)時(shí)同時(shí)滿足力平衡方程和流量連續(xù)性方程，即： （2-8）定義負(fù)載壓力Pl為： （2-9）負(fù)載流量為： （2-10）本文采用了獨(dú)立的液壓變槳距機(jī)構(gòu)，具有三套獨(dú)立的液壓系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這樣一方面可以在其中一個(gè)執(zhí)

33、行機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)出故障的時(shí)候，其余兩個(gè)仍能工作，從而不至于影響到整個(gè)風(fēng)力機(jī)的控制，使該系統(tǒng)能更有效的安全運(yùn)行。該獨(dú)立變槳距機(jī)構(gòu)的工作過程:主控系統(tǒng)以一定的算法給出槳距角參考信號(hào)，通過電滑環(huán)送給輪毅控制器，輪毅控制器根據(jù)主控指令驅(qū)動(dòng)比例伺服閥使油缸活塞桿達(dá)到指定位置16，偏心塊將液壓缸活塞桿的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成使槳葉旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)槳距角的控制。由于風(fēng)電機(jī)組的每個(gè)槳葉都由一套獨(dú)立的液壓伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，一個(gè)槳葉出現(xiàn)故障時(shí)，其他兩個(gè)槳葉仍能帶傷工作，增加了系統(tǒng)的安全性。這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)尤其適用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。變距機(jī)構(gòu)是變槳距控制型風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)變距控制和安全剎車的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)之一。具體要求如下1、當(dāng)風(fēng)

34、輪正常工作時(shí)，液壓缸在液壓系統(tǒng)壓力作用下，通過變距機(jī)構(gòu)將葉片拉靠在某一氣動(dòng)角度以適合實(shí)際風(fēng)速的運(yùn)行狀態(tài)，保證了風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行中槳距的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，于是確保了葉片上的空氣動(dòng)力流動(dòng)處于最佳狀態(tài)18。2、當(dāng)風(fēng)速超過限定值時(shí)或其他控制指令需要停機(jī)時(shí)，三個(gè)葉片同時(shí)在液壓系統(tǒng)壓力作用下，通過變距機(jī)構(gòu)，迅速繞槳葉軸旋轉(zhuǎn)90，至順槳位置。此時(shí)，葉片由推力面變成了氣動(dòng)阻力板。在葉片氣動(dòng)阻力作用下，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速迅速降低，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪葉片的氣動(dòng)剎車。按總體要求，順槳后，風(fēng)輪迅速由額定轉(zhuǎn)速18r/inin降至4r/min，為實(shí)施機(jī)械剎車創(chuàng)造條件17。第三章 變槳距機(jī)構(gòu)的分析與計(jì)算3.1變漿距系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力的

35、計(jì)算變槳距驅(qū)動(dòng)力的大小決定了液壓系統(tǒng)各元器件的選型。當(dāng)風(fēng)力機(jī)在高風(fēng)速下需要變槳時(shí)，變槳距電液比例系統(tǒng)的液壓缸活塞推動(dòng)偏心塊，偏心塊將液壓缸活塞桿的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成使槳葉旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)，作用在槳葉變距軸上的阻力的力矩基本上可以認(rèn)為以下力矩構(gòu)成：（1） 由槳葉本身質(zhì)量所形成的產(chǎn)生的慣性力矩Tc（2） 空氣動(dòng)力作用形成的氣動(dòng)力矩Tz（3） 葉片本身形狀和材質(zhì)產(chǎn)生的彈性力矩Te（4） 由槳葉重心偏離槳葉變距軸產(chǎn)生的重力矩Tm（5） 變槳距驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)各個(gè)部件摩擦力產(chǎn)生的摩擦阻力矩Tf這幾個(gè)部分組成19。由于風(fēng)力機(jī)的槳葉本身具有巨大的體積和質(zhì)量，是一個(gè)非常大個(gè)慣性體，所以它本身質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力矩Tc在它的全部

36、阻力力矩中占有很大一部分;相比而言空氣動(dòng)力雖然對(duì)槳葉的作用力很大但是其產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩幾大小相比于慣性力矩可以忽略不計(jì);整個(gè)槳葉的阻力矩分析中由于對(duì)槳葉的受力采用理想的槳葉模型，所以假設(shè)槳葉的主軸均勻的通過各個(gè)負(fù)載面的重心，則重力矩Tm=0;且假設(shè)整個(gè)槳葉是一個(gè)整個(gè)的剛體，在運(yùn)動(dòng)過程中并不存在因?yàn)闃~變形而對(duì)旋轉(zhuǎn)槳葉產(chǎn)生阻力的彈性力矩Te。承槳葉軸的軸承是一個(gè)回轉(zhuǎn)支承軸承，其效率計(jì)為0.98，而其它機(jī)構(gòu)的摩擦力矩忽略不計(jì)。綜上合理假設(shè)與分析，使槳葉繞槳葉軸轉(zhuǎn)動(dòng)所需的順槳力矩T。為:Te=Tc/0.98慣性力矩的理論推導(dǎo)21，可得： （3-1）其中： （3-2） （3-3）式中：；b為槳葉截面寬度

37、；c為槳葉厚度；D為風(fēng)輪回轉(zhuǎn)直徑；相對(duì)原點(diǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)過角；為槳葉材料的密度；風(fēng)輪的計(jì)算角速度；風(fēng)輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速=3n；n為風(fēng)輪設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速。參考設(shè)計(jì)參數(shù)，最后通過分析可得：TC=37147Nm根據(jù)計(jì)算可得：=37905Nm根據(jù)圖 所示液壓變漿原理圖，油缸負(fù)載力的力臂d為： （3-5）綜上所述，液壓系統(tǒng)的負(fù)載力為：d=126350N3.2液壓油缸的選擇液壓缸的推力必須保證風(fēng)輪葉片在停機(jī)風(fēng)速下仍然能實(shí)現(xiàn)順槳，所以，液壓缸必須能產(chǎn)生大于最大變槳距力矩的推力，保證風(fēng)力機(jī)葉片成功順槳。在蓄能器壓力確定時(shí)(此處取 15MPa作為計(jì)算壓力)，主要靠選擇合適的液壓缸活塞直徑。對(duì)于圖3一4所示的液壓系統(tǒng)，無桿腔活塞面積

38、應(yīng)為: （3-6）根據(jù)浙江漢達(dá)機(jī)械有限公司的產(chǎn)品尺寸，選擇液壓缸型號(hào)為：YG C-2.1 DX1000-DD4212 其活塞桿實(shí)際面積為：0.006362m2,活塞桿直徑為90mm,液壓缸內(nèi)徑為185mm.液壓缸行程1000mm.2,液壓泵的選擇液壓泵的流量根據(jù)最大變距速度選擇，變槳距速度快，功率調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度就快，功率調(diào)節(jié)的效果就好，但是過快的速度使液壓系統(tǒng)功率損耗偏大，容易引起發(fā)熱。根據(jù)相關(guān)參數(shù)，取最大變距速度為12/s。根據(jù)變槳距結(jié)構(gòu)，活塞行駛的最大速度為： （3-7）單個(gè)變漿距液壓缸所需流量為： （3-8）由于采用了獨(dú)立液壓變槳距結(jié)構(gòu)，每套液壓缸需獨(dú)立配備一臺(tái)液壓泵站，若回路中的泄漏按

39、液壓缸輸入流量的10%估計(jì)，則液壓泵的流量為： （3-9） =99.22L/min液壓泵的排量： （3-10）=68L/min式中n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，取n=1500rpm，容積效率。可按Q1來選擇泵的容量。第四章 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)依據(jù)上一節(jié)變槳距結(jié)構(gòu)原理，本文采取原理圖如圖4-1所示的變槳距液壓控制系統(tǒng)：圖4-1 變漿距液壓系統(tǒng)原理圖從圖4-1可以看出，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中包含了一個(gè)液壓泵站和三套相同的獨(dú)立的變槳距驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，每套變槳距驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)一個(gè)槳葉實(shí)現(xiàn)變槳。液壓泵站主要包含以下器件:1濾油器;2為恒壓變量柱塞泵;3為油泵電機(jī);4為高壓濾油器；5.1一5.2為單向閥;6為球閥;7為壓力傳感器;8為蓄

40、能器;9為測(cè)壓接頭;10為液控先導(dǎo)溢流閥;11為常開電磁換向閥;12為冷卻電機(jī);13為冷卻油泵;14為空冷卻器;15為回油過濾器。獨(dú)立的變槳距驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含以下器件:16.116.3為節(jié)流閥，用來防止系統(tǒng)油路沖擊和控制油缸的運(yùn)動(dòng)速度;17.117.9為單向閥;18為緊急順槳蓄能器，安裝在輪毅內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)需要緊急順槳時(shí)，由其釋放壓力;19.1和193為常開電磁換向閥，19.2和19.4為常閉電磁換向閥，控制風(fēng)機(jī)正常工作和緊急順槳的狀態(tài);加為壓力傳感器，由它控制是否向蓄能器補(bǔ)油;21為比例閥，裝在集成閥塊上，風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)借助控制比例閥來實(shí)現(xiàn)對(duì)油缸活塞桿位移的調(diào)節(jié)與控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)槳距角的調(diào)節(jié);22為

41、油缸，驅(qū)動(dòng)槳葉旋轉(zhuǎn)，23為減壓閥。變槳距電液比例控制系統(tǒng)工作過程分為如下幾個(gè)階段：l)液壓泵站啟動(dòng)階段液壓泵站啟動(dòng)時(shí)的油液循環(huán)路線如圖4-2中加粗線所示。當(dāng)液壓站啟動(dòng)時(shí)，為了使整個(gè)系統(tǒng)空載啟動(dòng)，即系統(tǒng)壓力約為O，常開電磁閥11使得溢流閥10的壓力約為O，油液直接回到油箱。當(dāng)125后系統(tǒng)啟動(dòng)完成，激活電磁閥11，系統(tǒng)壓力被溢流閥10設(shè)置在25MPa，系統(tǒng)啟動(dòng)完成。4-2 液壓泵站啟動(dòng)階段油路循環(huán)線路圖2)液壓系統(tǒng)正常工作階段當(dāng)液壓泵站啟動(dòng)完成后，油液從液壓泵站進(jìn)入三套變槳距驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即油液經(jīng)過濾器1，油泵2，壓濾油器4、單向閥5.1和球閥6后進(jìn)入變槳距驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，再經(jīng)單向閥5.2和回油濾油器15后

42、回到機(jī)艙的油箱。液壓變槳距系統(tǒng)正常工作時(shí)可以分為兩個(gè)工況:一是槳距角增大，油缸向外推出，此過程稱為關(guān)槳;二是槳距角減小，油缸縮回，此過程稱為開槳。風(fēng)機(jī)正常工作時(shí)，4個(gè)電磁換向閥19.1、19.2、19.3和19.4全部通電，通過比例閥控制油缸的工作狀態(tài)(向左或向右)。油缸的最左端和最右端分別對(duì)應(yīng)槳葉節(jié)距角90度和一度位置，活塞桿的向左和向右運(yùn)動(dòng)分別對(duì)應(yīng)槳葉節(jié)距角的增大(關(guān)槳)與減小(開槳)。關(guān)槳時(shí)，即槳距角增大，油液循環(huán)路線如圖4-3中加粗線所示。油液從機(jī)艙進(jìn)入輪毅，分別經(jīng)過單向閥17.1、電磁換向閥19.2、比例閥21和電磁換向閥 19.4后進(jìn)入油缸的無桿腔;油液從油缸有桿腔流出，經(jīng)過單向閥

43、17.3后，與原進(jìn)油路線會(huì)合，形成差動(dòng)。4-3 關(guān)槳時(shí)油液循環(huán)線路圖開槳時(shí)，即槳距角減小，油液循環(huán)路線如圖4-4中加粗線所示。液壓油從機(jī)艙進(jìn)入輪毅，分別經(jīng)過單向閥17.1、電磁換向閥19.2、比例閥21和單向閥17.5后進(jìn)入油缸有桿腔;液壓油從油缸無桿腔流出后，分別經(jīng)過電磁換向閥19.4和比例閥21后，回到機(jī)艙內(nèi)的液壓泵站。4-4 開槳時(shí)油液循環(huán)線路圖3)緊急順槳階段緊急順槳時(shí)，油液循環(huán)路線如圖4-5中加粗線所示。此時(shí)，四個(gè)電磁換向閥19.1、19.2、193和19.4全部失電。蓄能器18釋放壓力，油液分別經(jīng)節(jié)流閥16.2、電磁換向閥19.3、節(jié)流閥16.3和單向閥17.4后進(jìn)入油缸無桿腔;液

44、壓油從油缸有桿腔出來后，經(jīng)電磁換向閥19.1和平衡閥17回到機(jī)艙;當(dāng)槳葉回到順槳位置，即90度位置時(shí)，順槳過程結(jié)束。4-5緊急順槳時(shí)油液循環(huán)線路圖第五章 結(jié)論能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，風(fēng)能作為一種清潔的永續(xù)能源提供了一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)且利于社會(huì)持續(xù)發(fā)展的能源生產(chǎn)方式，因其相對(duì)低廉的成本消耗在可再生潔凈能源領(lǐng)域得到了迅速的發(fā)展，風(fēng)電制造業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力，尤其是基礎(chǔ)理論研究和機(jī)組總體設(shè)計(jì)能力比較薄弱是目前我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)面臨主要問題。因此，研究風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)理論與相關(guān)技術(shù)具有重要意義。而風(fēng)力機(jī)變槳距控制技術(shù)是當(dāng)今大型風(fēng)電機(jī)組的核心控制技術(shù)之一，本文主要對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獨(dú)立液壓變槳距系統(tǒng)進(jìn)行研究，研

45、究工作總結(jié)如下:1.根據(jù)資料，闡述了風(fēng)力發(fā)電的歷史及在當(dāng)今世界上的發(fā)展現(xiàn)狀，風(fēng)力發(fā)電在世界各國家都有著非?？焖俚陌l(fā)展，一個(gè)國家的新能源擁有程度，在一定意義上代表了這個(gè)國家的科技發(fā)展水平，經(jīng)濟(jì)水平，及綜合國力。風(fēng)力發(fā)電的原理，為了在風(fēng)力發(fā)電中捕獲更多的風(fēng)能，變漿技術(shù)是關(guān)鍵，在此闡述了變漿在風(fēng)力發(fā)電中的重要地位。2.根據(jù)已有型號(hào)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變漿的原理分析，根據(jù)變漿原理，進(jìn)行總體的變漿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.對(duì)總體設(shè)計(jì)的變漿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算。參考風(fēng)機(jī)在極端運(yùn)行條件下所需的變漿距力矩，通過計(jì)算初步選定了獨(dú)立液壓變漿距系統(tǒng)的主要液壓元件（液壓缸及液壓泵站）。4.根據(jù)變漿距系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了初步的設(shè)

46、計(jì)。并對(duì)變漿距系統(tǒng)的啟動(dòng)階段，開槳階段，關(guān)槳階段，及緊急順槳階段進(jìn)行了分析。參 考 文 獻(xiàn)1 李俊峰，高虎，王仲穎.2008中國風(fēng)電發(fā)展報(bào)告M.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版，20082 Vaughn Nelson.Wind energy:renewable energy and the environmentM. Florida:CRC Press，2009:9.3 Arthouros Zervos，SvenTeske， Steve Sawyer .Global Wind Energy Outlook2008R.Brussels:Global Wind Energy Council，2008.4 施

47、鵬飛.全球風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)況及發(fā)展趨勢(shì)J.電網(wǎng)與清潔能源，2008，24(1):3-5.5 許洪華，郭金東，鄂春良.世界風(fēng)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和我國未來風(fēng)電發(fā)展探討J.電力設(shè)備，2005,6(10):106一108.6 王大中.21世紀(jì)中國能源科技發(fā)展展望M.北京:清華大學(xué)出版社，2007:410-430.7 宋礎(chǔ)，劉漢中.海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)J.太陽能，2oo6(02):26-28.8 葉杭冶.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006:83-85.9 Erich Hau.Wind Turbines:Fundamentals Techno1ogies Application E

48、conomicsM.London:Springer，2005:273-277.10 曹冬宇，柴建云，李永東.基于CAN總線通訊的變槳距風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)J.電氣傳動(dòng)，2007，37(7):7-9.11 楊爾莊.液壓技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用概況 J.Hydraulics Pneumatics& Seals，2006(2):l-5.12 Rexroth Bosch Group，Drive&Control Technology for Wind TurbinesM，200813 劉光德，邢作霞，李科.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電動(dòng)變槳距系統(tǒng)的研究J.電機(jī)與控制應(yīng)用，2006，33(10):31-34.14 邢鋼，郭威

49、.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距控制方法研究J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24(5):181-186.15 楊莉，孫衙，李濤.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變槳距模糊Pro控制J.微計(jì)算機(jī)信息，2008，24(12):12-14.16 郭慶鼎，趙麟，郭洪澈.1MW變速變距風(fēng)力發(fā)電機(jī)的滑模變結(jié)構(gòu)魯棒控制J.沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27(2):171-17417 姚興佳，溫和煦，鄧英.變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變槳距智能控制J.沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008， 30(2):159-1618 姚興佳，宋俊.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009: 110-11220 姚興佳，單光坤，劉穎明.大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距機(jī)構(gòu)分

50、析與實(shí)驗(yàn)研究J.沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,29(2):209-21221 李強(qiáng)，姚興佳，陳雷.兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組變槳距機(jī)構(gòu)分析J.沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，26(2):146-148致 謝值此論文完成之際，謹(jǐn)向所有指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過我的老師、同學(xué)和親人表達(dá)由衷的感謝。本課題的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和論文撰寫都是在導(dǎo)師精心指導(dǎo)下完成的。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的知識(shí)，永遠(yuǎn)是我學(xué)習(xí)的榜樣。幾個(gè)月來老師在設(shè)計(jì)上對(duì)我嚴(yán)格要求，耐心指導(dǎo)，并給予我無私的幫助和熱心的鼓勵(lì)。在此謹(jǐn)向老師表示衷心地感謝!十分感謝老師在百忙之中對(duì)我的論文進(jìn)行評(píng)閱和指導(dǎo)，老師給了我莫大的指導(dǎo)和支持。再次向所有關(guān)心和幫助我的朋友們表示感謝!對(duì)在百忙之中抽出時(shí)間評(píng)閱本論文的各位專家學(xué)者表示誠摯的謝意!26