255, 255, 255; ">摘要

255, 255, 255;">本文結合直驅永磁同步風力發電機組控制系統的控制原理載荷設計機械設計等參數要求采用低壓交流變槳控制技術方案從變槳控制架構設計后備電源設計配電架構設計等實現風力發電機組變槳距控制系統的穩定可靠運行

255, 255, 255;">關鍵詞永磁同步風力發電機 變速變槳距控制 低壓交流控制

255, 255, 255;">SummaryAccording to the requirements of direct drive control system of permanent magnet synonous wind turbine control principle, load design, mechanical design and other parameters. The AC low voltage variable pitch control scheme, the pitch control architecture design, backup power supply design, power distribution architecture design, realization of wind turbine pitch control system is stable, reliable operation.

255, 255, 255;">Key: PMSG Variable speed pitch regulated AC low voltage control

255, 255, 255;">直驅永磁風力發電機低壓交流變槳控制 系統設計與應用研究

1 永磁同步發電機簡述

1.1 直驅永磁發電機的原理概述

永磁同步發電機轉子上使用的是永磁材料勵磁沒有勵磁繞組省去了勵磁繞組的銅損耗;同時發電機和風力機通過軸系直接耦合在輪轂上由葉輪直接驅動發電不需要齒輪箱等中間傳動部件永磁同步發電機經背靠背式全功率變頻器系統與電網相連通過變頻器控制系統的作用來實現風電機組的變速運行

1.2 直驅永磁發電機的優勢介紹

255, 255, 255;">盡管雙饋發電機目前占據著市場的絕大部分份額它的缺點卻是不容忽視的很多中外風電設備制造企業和運營企業經過多年的艱辛運營不免發現雙饋電機的升速齒輪箱不但效率低而且故障率高維修困難其費用占整個風電設備的比例高達12.9%之多而直驅式永磁同步發電機免齒輪箱免轉子勵磁的特點則良好地解決了這個問題特別是直驅永磁發電機具有的優越的低電壓穿越能力為電網的友好運行和未來風電機組的大面積并網提供了良好的基礎

1.3 直驅永磁發電機的應用現狀

255, 255, 255;">直驅發電機在時間上和雙饋發電機大約同時出現但長時間以來相對后者一直發展較慢但隨著雙饋發電機缺點的不斷顯現和直驅永磁技術的不斷改進直驅永磁發電機獲得了跨越式快速發展在陸地項目中不但得到了廣泛的應用而且在海上機組中也開始嶄露頭角大有迎頭趕上并超過雙饋發電機的勢頭采用直驅永磁發電技術的代表企業有金風科技及湘電風能等公司

2 變槳設計規范

2.1 介紹

255, 255, 255;">該風力發電機組為直驅永磁風力發電機組額定2500kW發電機組轉速范圍從7到14.5rpm額定轉速為10.9m/s功率輸出為2570KW.

255, 255, 255;">變槳距控制系統的最重要目的是控制槳葉實現以下功能

255, 255, 255;">正常發電時提供規范的發電機轉速

255, 255, 255;">停機關閉程序時提供規范的空氣動力制動

255, 255, 255;">風力發電機組安全系統的重要組成部分

255, 255, 255;">風機啟動時提供啟動轉矩

2.2 設計范圍

255, 255, 255;">每個獨立的槳葉由以下組成部分

255, 255, 255;">槳葉

255, 255, 255;">減速齒輪箱和變槳電機

255, 255, 255;">后備電源

255, 255, 255;">控制系統

255, 255, 255;">驅動系統

255, 255, 255;">電氣和信號聯系系統

255, 255, 255;">傳動設計參考以下要求

255, 255, 255;">電機功率額定力矩參數

255, 255, 255;">電機制動力矩參數

255, 255, 255;">減速裝置參數

255, 255, 255;">輸出軸和齒輪參數

2.3 功能說明

255, 255, 255;">環境條件

255, 255, 255;">環境溫度-30℃70℃

255, 255, 255;">濕度95%

255, 255, 255;">槳葉運行參數

255, 255, 255;">槳葉運行范圍0o90o

255, 255, 255;">槳葉運行速度±8o/s

255, 255, 255; ">槳葉裝配180o