液压传动风力发电机的恒转速控制

功率分流式液压机械无级恒转速驱动器设计张立强;练敏;雒焕玉【摘要】在功率分流的基础上,采用机械传动和液压传动并联的形式设计一种应用于大功率风力发电的液压机械无级恒转速驱动器,建立其机械结构模型和液压调速系统模型,进行转速特性分析,并推导出了其动态传动比.采取非对称饱和增量式PID 控制策略,使得传动比随着系统输入的变化而自动无级的进行调节,从而保证驱动系统恒转速输出,系统输出带动永磁同步发电机进行恒速恒频发电.利用仿真软件Adams和AMESim对其进行联合仿真,结果表明,液压机械无级恒转速驱动器可以实现很好的调节,同时也具有很高的效率,且始终保持在90％以上.同时为液压机械无级恒转速驱动器的工程应用提供了一定的理论参考.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P80-84)【关键词】功率分流;机械无级驱动;液压;恒转速【作者】张立强;练敏;雒焕玉【作者单位】兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学温州泵阀工程研究院,浙江温州325105;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学温州泵阀工程研究院,浙江温州325105;中国航天科技集团烽火机械厂,四川成都610000【正文语种】中文【中图分类】TH137引言能源和环境问题是当今人类生存和发展面临的两大严峻问题。

不可再生能源的日益枯竭以及化石能源造成的环境问题，促使人们更加重视可再生清洁能源的开发及利用。

由于风能资源蕴含量大，清洁无污染，投资灵活，施工周期短，占地较少，具有良好的经济效益和社会效益，近年来利用风力发电作为可再生的清洁能源利用的主要形式，受到了世界各国、政府和能源界的高度重视。

如何更高效的利用资源，如何更加节能环保，也成为了各国争相研究的热点。

风力发电是将变化的风轮转速通过一定的驱动装置转化为恒定转速进行输出，从而带动永磁同步发电机恒速恒频发电，满足并网要求。

风力发电中的液压系统的应用【摘要】近年来，我国的风电规模逐渐扩大，而大部分风力发电机组所处环境十分恶劣，机组经受各种极端工况的考验不断发生各类事故，目前各风力发电企业对于风电机组安全运行的要求也越来越高，而液压系统对风机平稳运行起着至关重要的作用，因此需要保证液压系统的稳定性，保证液压系统的良好运行，有效提高风机的可利用率。

本文对风力发电中的液压系统的应用进行了分析，对液压系统的稳定运行具有重要意义，同时也为液压系统的维护保养与维修提供了理论指导。

【关键词】风力发电；液压系统；液压泵引言液压技术由于可以达到大功率输出、可靠的控制精度、所占空间少等要求，在风电行业中得到广泛的应用。

在变桨距风力发电机组中，液压站的主要任务是执行机组的高速轴刹车和偏航刹车以及锁风轮锁。

1液压系统概述液压系统设计原理由于其优良的性能被广泛应用，这其中有前文提到的偏航控制系统和刹车制动功能，除此以外在风机齿轮箱传动系统也应用到了液压原理。

由于液压系统自身的稳定性、及时性能够有效提升风力发电整体系统的可靠性和智能化，因此国外知名的风力发电研究公司维斯塔斯公司针对变桨设计当中引用了液压控制原理，此种设计能够达到使得高速轴的制动性更加平稳及可靠，使得液压系统的优良特性达到最大程度的利用，有效提升风力发电系统的智能性。

风力发电系统中应当添加相关更为先进的传感设备，达到更好的采集和分析相关风能数据，使得风力发电系统整体运作更为合理科学，提升系统本身对风能的转化率，进而提升其经济价值和战略目的。

2风力发电中的液压系统的应用2.1风电机组的功率控制液压系统定浆距风电机组功率控制液压系统结构在不同环境下的工作流程是不同的，当风电机组所处区域风力较小时，叶轮转速经过齿轮箱增速后低于发电机额定转速时，液压系统会通过控制叶片末端的液压单元来驱动叶片旋转，达到增加叶轮旋转速度目的；当风速过大导致发电机转速超过其额定转速时，液压系统进行泄压，此操作将使得叶片末端发生位置改变，改变成与叶片主体呈直角的状态，使得叶片风阻加大，降低叶轮旋转速度。

风力发电机组的液力传动装置与液压控制技术随着全球对可再生能源的需求增加，风力发电成为一种重要的可再生能源之一。

风力发电机组是实现风能转化为电能的关键设备。

为了提高风力发电机组的运行效率和可靠性，液力传动装置和液压控制技术被广泛应用于风力发电系统中。

液力传动装置在风力发电机组中发挥着至关重要的作用。

它通过传递液体介质的动能和扭矩，将风轮的旋转运动转化为发电机组的旋转运动。

相比于传统的机械传动装置，液力传动装置具有转速可调、扭矩平稳、响应速度快等优点。

这使得风力发电机组在不同风速下都能够稳定运行，并且可以适应不同的工作条件。

同时，液力传动装置可以起到减振和保护机械部件的作用，延长机械的使用寿命。

液力传动装置主要由液力变矩器和液力换挡器组成。

液力变矩器通过通过液体介质的流动来调节转速和扭矩。

在风力发电机组中，液力变矩器可以根据风速的变化来调节转速和扭矩，使得发电机组始终在最佳工作状态下运行。

液力换挡器的作用是实现传动装置的换挡功能。

在风能较强时，液力换挡器可以将机械传动装置切换为液力传动装置，以提高发电机组的效率。

而当风能较弱时，液力换挡器则可以将液力传动装置切换回机械传动装置，以保证发电机组的稳定运行。

液力传动装置的稳定性和可靠性对风力发电机组的运行至关重要。

为了保证液力传动装置的正常工作，液压控制技术被应用于风力发电系统中。

液压控制技术可以实现对液力传动装置的精确控制和监测。

通过对液体介质的流量、压力和温度等参数的监测和调节，液压控制技术可以确保液力传动装置在各种工况下都能够稳定运行。

同时，液压控制技术可以实现液力换挡器的自动换挡功能，提高发电机组的运行效率和可靠性。

除了液力传动装置和液压控制技术，风力发电机组还包括其他重要组件。

例如，轴承系统用于支撑和平衡风轮的转动。

高速轴承可以承受风轮旋转时的大扭矩和高速度，同时减少能量损耗。

发电机是将机械能转化为电能的核心部件。

通过将机械能传递给发电机，风力发电机组可以产生稳定的电能。

风力发电系统中液压系统的控制【摘要】液压系统是以有压液体为介质，实现动力传输和运动控制的机械单元。

液压系统具有传动平稳、功率密度大、容易实现无级调速、易于更换元器件和过载保护可靠等优点，在大型风力发电机组中得到广泛应用。

本文主要探讨风力发电系统中液压系统的控制。

【关键词】风力发电系统；液压系统；控制在定桨距风力发电机组中，液压系统主要用于空气动力制动、机械制动，以及偏航驱动与制动；在变桨距风力发电机组中，液压系统主要用于控制变距机构和机械制动，也用于偏航驱动与制动。

此外还常用于齿轮箱润滑油液的冷却和过滤；发电机水冷；变流器的温度控制；开关机舱和驱动起重机等。

1 风力发电系统中液压系统概述压力冲击应保持在最小，压力冲击或大的压力突降不能导致危险。

即使是在动力供应失效及恢复的情况下，安全的工作条件也必须得到保证。

下列外部因素不得影响液压系统的运行：（1）盐分和其他污染介质；（2）砂土和灰尘；（3）杂质；（4）外部磁场、电磁场及电场；（5）阳光；（6）振动。

如果液压系统构成保护系统的一部分，电网失效、外部极限温度应不能危及系统的运行。

同步发电机恒定转速运行，该转速由所连接的电网频率规定而与作用在其上的力矩无关。

电网频率所规定的转速也就是通常所说的同步转速。

异步发电机也是一种发电机，它允许有一定的转差，即偏离由电网频率所规定的转速。

换句话说，转速可以随施加的力矩而变化。

它是风力发电机组中最常用的发电机形式。

变型的绕线转子是常用的。

转差定义为发电机转速与电网确定的转速之差。

转差有时以后者的百分数的形式给出。

如果转差最高不超过1%，则异步发电机的运行模式仍然归结为定转速，此时转差并不大。

如果允许较大的转差，在10%以内，此时可以通过电子技术，如转子电流控制器来改变，那么它就可以归结为可变转差。

风力机的变桨或失速控制，也就意味着它能确保发电机不超过允许转差。

变转差的优点主要反映在风力发电机组达到额定功率以后。

液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制艾超;闫桂山;孔祥东;陈立娟【摘要】Ministry of Education of China Qinhuangdao Hebei066004fixedTaking a hydraulic wind turbine as the research object,the mathematical models fordisplacement pump-variable displacement motor of hydraulic system were established for the cmonstant speed output problem in hydraulic wind turbine.The compensation control mathematicalteodels caused by system leakage,transient adjusting of system pressure and errors of model parame-ourtspwere derived for the constant speed output.A compensation control method for constant speedwindut in hydraulic wind turbine was given based on mathematical ing 30 kV·A hydraulicmethoturbine simulation platform as the simulation and experimental platform,the proposed controld was researched.Simulation analysis and experimental results show that the compensationcontrol method for constant speed output in hydraulic wind turbine has good control effect,achieving the high-precision control for constant speed output.%以液压型风力发电机组为研究对象，针对其液压调速系统恒转速输出问题，建立了定量泵变量马达液压调速系统数学模型，得到了系统泄漏、系统压力瞬态调整和模型参数误差对机组恒转速输出的补偿控制数学模型。

风力机转速选择方法摘要：对风力机几种转速选择方法进行介绍。

关键词：失速调节、桨距调节、变速。

1、 失速调节失速调节的风力机通常几乎在恒定的速度下运行，因此叶片攻角随风速的增加而增加，随着局部攻角的增加，叶片失速，引起升力系数减少和阻力系数增加，最终导致切向载荷降低。

功率的减少取决于桨距角、叶片的扭转角以及弦长分布和叶片上所使用的翼型。

如果现场测试表明功率的大小不能得到充分的限制，则需要卸下叶片， 改变固定的桨距角设置。

在失速调节的风力机中，通常采用异步发电机，其转速几乎不变且由发电机的扭矩特性确定，即输入发电机的轴扭矩G M 是该轴转速n 的函数。

根据扭矩特性可知，异步发电机既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行。

电动机运行模式可以用来启动风力机。

当发电机在发电的情况下，选择其符号为正值。

发电机的转速将位于0n 和nom n 之间，而扭矩等于风轮叶片在发电机轴上产生的扭矩R M 。

没有轴扭矩时异步发电机的转速0n 为：060/grid n f p此处grid f 是电网频率，p 是发电机的极对数。

对4极发电机而言，0n 是1500r/min ，而对6极发电机而言，0n 是1000r/min 。

由于发电机的转速要高于风轮的转速，因此在发电机和风轮之间需要配置增速齿轮箱。

风轮的转速ω与发电机的转速n 之间的关系式，可以用齿轮箱的增速比r 表示为ω=n/r 。

实际转速n 和0n 之间的相对差，称为滑差率SL=(n-0n )/0n ,对通常的失速调节的风力机而言，滑差率之值大约为1%~3%。

这意味着，风轮的转速几乎是不变化的，因此，使用风轮作为飞轮来储存能量，比如在阵风的情况下，其可能性非常小。

比如由于风中的湍流所引起的风轮扭矩R M 的变化，将几乎立即转移到发电机扭矩G M ，然后变成电功率2n /60EL G P M π=（1）考虑风力机运行在较低的转速，并且风速增加的情况。

在这种情况下，风轮叶片所产生的扭矩R M 也增加，刚性风轮按照下面的方程加速：d R G dt I M M ω=-（2）直到上升到一定程度是扭矩G M 再次等于扭矩R M 。

风力发电机调速器的机械液压系统介绍风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。

为了保证风力发电机的高效运转和电网的稳定连接，风力发电机调速器的机械液压系统扮演着重要角色。

该系统可以通过调节风力发电机的转速，使其稳定在最佳转速范围内，并通过调整叶片角度控制风力发电机的输出功率。

性能要求风力发电机调速器的机械液压系统要满足以下性能要求：1. 稳定性：机械液压系统需要保证在各种工作条件下的稳定性，确保风力发电机的稳定运行。

2. 敏捷性：机械液压系统需要具备快速响应的能力，以便能及时根据外部环境变化做出调整。

3. 精确性：机械液压系统需要具备高精度的调节能力，以保证风力发电机稳定运行并输出所需功率。

4. 可靠性：机械液压系统需要具备高可靠性，以保证风力发电机的长期稳定运行。

系统组成与工作原理机械液压系统主要由以下几部分组成：- 液压泵：将对风力发电机转速调节的控制信号转化为液压能量。

- 液压缸：通过控制油液的进出量，实现对风力发电机转速和叶片角度的调节。

- 控制阀组：根据传感器等反馈信息，控制液压缸的动作，实现对风力发电机的调节。

- 油箱和油路：提供液压系统所需的液压油，并通过管路将油液输送到各个液压元件。

机械液压系统的工作原理如下：1. 由控制信号触发，液压泵开始工作，将油液从油箱吸入，并通过管路输送到液压缸。

2. 控制阀组接收传感器等反馈信息，根据需要调节油液的流量和压力，控制液压缸的动作。

3. 液压缸根据控制阀组的指令，改变叶片角度和风力发电机的转速，使其保持在最佳工作状态。

4. 油液经过液压缸后返回油箱，完成液压系统的回路。

系统优化与发展趋势随着风力发电技术的不断发展，风力发电机调速器的机械液压系统也在不断优化和改进。

目前，一些新型的液压系统正在被研发和应用，以满足更高的性能要求和可靠性要求。

未来风力发电机调速器的机械液压系统有望实现以下方面的发展趋势：- 自适应控制：采用先进的控制算法和传感技术，实现风力发电机的自适应控制，提高系统的稳定性和敏捷性。