一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。該方法采用電磁偏航系統(tǒng)對(duì)偏航阻尼力矩進(jìn)行實(shí)時(shí)控制：風(fēng)向改變時(shí)，首先計(jì)算風(fēng)力作用于機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩；如果風(fēng)力轉(zhuǎn)矩小于機(jī)艙偏航所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，則調(diào)節(jié)偏航電機(jī)轉(zhuǎn)子的電流，使其產(chǎn)生的電磁吸力等于機(jī)艙重力以減小偏航阻尼力矩；如果風(fēng)力轉(zhuǎn)矩大于等于機(jī)艙偏航所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，則調(diào)節(jié)偏航電機(jī)轉(zhuǎn)子的電流，使其產(chǎn)生的電磁吸力小于機(jī)艙重力,產(chǎn)生摩擦阻力矩增大偏航阻尼力矩；偏航電機(jī)定子通入三相交流電后驅(qū)動(dòng)機(jī)艙按給定偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏航。本發(fā)明對(duì)風(fēng)電機(jī)組的偏航阻尼力矩進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，具有控制簡(jiǎn)便、對(duì)風(fēng)準(zhǔn)確、偏航能耗低、無(wú)噪音、維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種控制方法，尤其是一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法，屬于 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 偏航系統(tǒng)是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組必不可少的組成部分，目前國(guó)內(nèi)外大中型風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組均采用主動(dòng)偏航的齒輪驅(qū)動(dòng)偏航系統(tǒng)。該偏航系統(tǒng)一般由偏航大齒圈、側(cè)面軸承、滑 墊保持裝置、上下及側(cè)面滑動(dòng)襯墊、偏航驅(qū)動(dòng)裝置、調(diào)整螺栓、偏航限位開關(guān)、接近開關(guān)、風(fēng) 速風(fēng)向儀等組成。其中，偏航驅(qū)動(dòng)裝置包括偏航電機(jī)、減速齒輪箱、小齒輪，它通過(guò)螺栓緊固 在機(jī)艙主機(jī)架上。
[0003] 這種偏航系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)風(fēng)向變化時(shí)，控制系統(tǒng)控制偏航驅(qū)動(dòng)裝置中的偏 航電機(jī)往風(fēng)向變化的方向同步運(yùn)轉(zhuǎn)，偏航電機(jī)通過(guò)減速齒輪箱帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)，而小齒輪 與偏航大齒圈相嚙合，但偏航大齒圈通過(guò)螺栓緊固在塔筒法蘭上，不可旋轉(zhuǎn)，則只能是小齒 輪圍繞著偏航大齒圈旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)主機(jī)架旋轉(zhuǎn)，直到風(fēng)輪軸線與風(fēng)向儀測(cè)得的風(fēng)向相一致。
[0004] 由上可知，這種偏航系統(tǒng)的偏航驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩由偏航驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生，并經(jīng)由齒輪傳動(dòng) 體系驅(qū)動(dòng)機(jī)艙主動(dòng)迎風(fēng)。但偏航系統(tǒng)在風(fēng)電機(jī)組偏航時(shí)必須具有合適的阻尼力矩，以保證 偏航過(guò)程平穩(wěn)順暢而不產(chǎn)生振動(dòng)。目前的方法是通過(guò)調(diào)節(jié)偏航系統(tǒng)中的調(diào)整螺栓的旋入深 度來(lái)調(diào)整滑動(dòng)襯墊與大齒圈之間的緊密程度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)偏航阻尼的目的。阻尼力矩的 大小是根據(jù)機(jī)艙(包括風(fēng)輪)總的慣性力矩來(lái)確定的。
[0005] 然而，這種偏航系統(tǒng)在偏航過(guò)程中，機(jī)頭自重和風(fēng)輪葉片受力不均勻所產(chǎn)生的偏 心力矩以及風(fēng)力作用于機(jī)艙和塔架的風(fēng)力載荷引起的彎曲力矩等結(jié)構(gòu)性動(dòng)態(tài)力矩極易導(dǎo) 致偏航阻尼力矩發(fā)生變化，而且隨著時(shí)間的推移，零部件疲勞、調(diào)整螺栓松動(dòng)等原因，原來(lái) 調(diào)整好的偏航阻尼將發(fā)生變化。偏航系統(tǒng)阻尼力矩過(guò)小或過(guò)大，會(huì)造成偏航定位不準(zhǔn)確，同 時(shí)偏航阻尼力矩過(guò)大，還會(huì)產(chǎn)生異常噪聲，這是目前這種偏航系統(tǒng)發(fā)生的常見故障之一。而 解決這種故障的唯一辦法是維修人員登上幾十米高的塔架現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)、甚至更換調(diào)整螺栓， 以便得到新的最佳偏航阻尼。
[0006] 由此可見，傳統(tǒng)型偏航系統(tǒng)存在故障率高、偏航阻尼不能自動(dòng)調(diào)節(jié)、維護(hù)不便等缺 陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的主要目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組 偏航阻尼力矩的控制方法，徹底消除因偏航阻尼力矩變化而造成的偏航噪音大、對(duì)風(fēng)不準(zhǔn) 確的故障。
[0008] 本發(fā)明一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法，采用一種電磁偏航系統(tǒng)以取代齒 輪驅(qū)動(dòng)的偏航系統(tǒng)，所述電磁偏航系統(tǒng)包括偏航電機(jī)、支撐架、壓力傳感器、風(fēng)速風(fēng)向儀、導(dǎo) 向軸承，所述偏航電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子，所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間有固定氣隙，所述轉(zhuǎn)子通 過(guò)所述支撐架與風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙固定，所述定子與風(fēng)電機(jī)組塔架固定，所述導(dǎo)向軸承與塔架 固定，同時(shí)與風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙固定，該方法包括以下步驟：
[0009] 步驟1，當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，偏航啟動(dòng)，計(jì)算風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙而產(chǎn)生的風(fēng)力轉(zhuǎn) 矩Tw;
[0010] 步驟2,如果風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV小于機(jī)艙偏航所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN，則調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子的電流，使 其產(chǎn)生的電磁吸力等于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的重力以減小偏航阻尼，然后給所述定子饋電，使所 述偏航電機(jī)按第一偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)機(jī)艙以給定的偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏航；
[0011] 步驟3,如果風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV大于機(jī)艙偏航所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN，則根據(jù)風(fēng)力的大小調(diào)節(jié)所 述轉(zhuǎn)子的電流，使其產(chǎn)生的電磁吸力小于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的重力以增大偏航阻尼，然后給所 述定子饋電，使所述偏航電機(jī)按第二偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)機(jī)艙以給定的偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏 航。
[0012] 所述步驟1中的風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV按下式計(jì)算：
LOOM」式中，P為空氣密度，A為機(jī)艙迎風(fēng)_枳，1為機(jī)艙繞塔架軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，Vw為風(fēng) 速，Θ為風(fēng)向角，Cw為轉(zhuǎn)矩系數(shù)。
[0015]所述步驟2中的第一偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程為：
L〇〇17」式中，IV為風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩，Te為偏航電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩， 且滿足1 = Tn-Tw，??為機(jī)艙繞塔架軸線的慣性力矩，J為機(jī)艙的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為偏航角速度。 [0018]所述步驟3中的第二偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程為：
[0020] 式中，IV為風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩，Tf為機(jī)艙與塔架之間的摩擦阻力 矩，Te為偏航電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，且滿足T e = TN-Tw+Tf，??為機(jī)艙繞塔架軸線的慣性力矩，J 為機(jī)艙的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為偏航角速度。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是:本控制方法可根據(jù)風(fēng)力大小，對(duì)偏航阻尼力矩進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng) 態(tài)調(diào)控，使系統(tǒng)在偏航過(guò)程中始終保持最佳偏航阻尼，實(shí)現(xiàn)偏航準(zhǔn)確定位，避免異常噪音， 確保風(fēng)電機(jī)組在偏航過(guò)程中平穩(wěn)運(yùn)行、系統(tǒng)性能實(shí)時(shí)最優(yōu)，同時(shí)還具有控制簡(jiǎn)便、偏航能耗 低、維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 附圖1為電磁偏航系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。
[0023] 附圖2為電磁偏航系統(tǒng)的控制器連接示意圖。
[0024]附圖3為風(fēng)力作用于機(jī)艙的示意圖。
[0025]附圖4為機(jī)艙作用在塔架上的受力示意圖。
[0026] 附圖5為本發(fā)明控制方法實(shí)施流程圖。
[0027] 圖中標(biāo)號(hào)：1_轉(zhuǎn)子;2-定子;3-支撐架;4-壓力傳感器;5-導(dǎo)向軸承;6-風(fēng)速風(fēng)向儀； 7_轉(zhuǎn)子控制器;8-定子控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0029] 如圖1所示，電磁偏航系統(tǒng)包括偏航電機(jī)、支撐架3、壓力傳感器4、導(dǎo)向軸承5、風(fēng)速 風(fēng)向儀6,偏航電機(jī)為盤式同步電機(jī)，它包括轉(zhuǎn)子1、定子2,轉(zhuǎn)子1采用直流勵(lì)磁，具有直流繞 組，定子2具有三相繞組。轉(zhuǎn)子1通過(guò)支撐架3與機(jī)艙固定，即支撐架3的一端與轉(zhuǎn)子1用螺栓 固定，另一端與機(jī)艙固定;定子2固定在塔架上。壓力傳感器4安裝在機(jī)艙與塔架之間，用于 檢測(cè)機(jī)艙作用在塔架上的壓力。導(dǎo)向軸承5與塔架固定，機(jī)艙與導(dǎo)向軸承5固定。導(dǎo)向軸承5 確保機(jī)艙在偏航過(guò)程中始終圍繞塔架軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子1與定子2之間的氣隙長(zhǎng)度δ固定不變， 本發(fā)明在實(shí)際中一般取2-3_。
[0030]如圖2所示，轉(zhuǎn)子1及壓力傳感器4與轉(zhuǎn)子控制器7相連，定子2與定子控制器8相連。 [0031]本發(fā)明一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法，為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組偏航過(guò)程中實(shí) 時(shí)調(diào)控偏航阻尼力矩，具體包括以下步驟：
[0032]步驟1，當(dāng)風(fēng)速風(fēng)向儀6測(cè)得風(fēng)向改變時(shí)，偏航啟動(dòng)，根據(jù)風(fēng)速風(fēng)向儀6測(cè)得的風(fēng)速 和風(fēng)向角計(jì)算風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙而產(chǎn)生的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩Tw:
[0033] 如圖3所示，風(fēng)力作用于機(jī)艙的示意圖，將風(fēng)速Vw分解為兩個(gè)分量，即Vwsin0和 Vwcos9,其中，Vwsin9為垂直作用于機(jī)艙側(cè)面的速度分量，它將使機(jī)艙產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。由空氣動(dòng)力 學(xué)理論，根據(jù)流向機(jī)艙的氣流來(lái)計(jì)算機(jī)艙在風(fēng)力作用下產(chǎn)生的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，即風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV:
[0035]式中，p為空氣密度，A為機(jī)艙迎風(fēng)面積，1為機(jī)艙繞塔架軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，W為風(fēng)速 (由風(fēng)速儀測(cè)得），θ為風(fēng)向角（由風(fēng)向儀測(cè)得），Cw為偏航轉(zhuǎn)矩系數(shù)(通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得）。
[0036]步驟2，如果風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV小于機(jī)艙偏航所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN，則首先根據(jù)壓力傳感器4測(cè) 得的機(jī)艙作用在塔架上的壓力F，由轉(zhuǎn)子控制器7按式(2)調(diào)節(jié)控制轉(zhuǎn)子1的勵(lì)磁電流i，使其 產(chǎn)生的電磁吸力Fem等于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的重力mg，則整個(gè)機(jī)艙作用在塔架上的壓力F等于零， 減小了偏航阻尼。其工作原理是：
[0037] 如圖4所示，根據(jù)電磁學(xué)理論，當(dāng)轉(zhuǎn)子1繞組通入勵(lì)磁電流i后，在轉(zhuǎn)子1和定子2之 間將產(chǎn)生向上的電磁吸力F an，按下式計(jì)算：
[0039] 式中，μ〇為真空磁導(dǎo)率，N為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈的匝數(shù)，S為電磁鐵（即轉(zhuǎn)子1)的磁極表 面有效面積，i為轉(zhuǎn)子1的勵(lì)磁電流，δ為轉(zhuǎn)子1與定子2之間氣隙長(zhǎng)度。
[0040] 由式(2)可知，除轉(zhuǎn)子1的勵(lì)磁電流i外，其余量均為常數(shù)，因此只要通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子1 的勵(lì)磁電流i，就能控制其產(chǎn)生的電磁吸力Fan的大小，當(dāng)電磁吸力Fan等于機(jī)艙重力mg時(shí)，即 ? (? = 11^，則機(jī)艙作用在塔架上的壓力（即機(jī)艙作用在塔架上的垂直方向上的合力奸=11^-F^iO,從而在偏航過(guò)程中，機(jī)艙與塔架之間沒有摩擦力f，也就不會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力矩Tf，因 而減小了偏航阻尼。
[0041] 轉(zhuǎn)子控制器7通過(guò)壓力傳感器4實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)艙作用在塔架上的壓力F，以此形成閉 環(huán)反饋，來(lái)實(shí)時(shí)控制勵(lì)磁電流i的大小，就能使機(jī)艙作用在塔架上的壓力為零。
[0042]同時(shí)從式(2)可以看出，轉(zhuǎn)子1與定子2之間的氣隙長(zhǎng)度δ取值越小(如2-3_)，則產(chǎn) 生同樣的電磁吸力F^，轉(zhuǎn)子1的勵(lì)磁電流i可以成平方倍地縮小，從而能耗越小、偏航電機(jī)體 積越小，因而本發(fā)明偏航能耗可大為降低。
[0043]然后，定子控制器8給定子2的繞組通入三相交流電，使偏航電機(jī)按下述運(yùn)動(dòng)方程 驅(qū)動(dòng)機(jī)艙以給定的偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏航：
[0045]式中，IV為風(fēng)力作用于機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩，I為偏航電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，且滿足I = TN-Tw，Ii為機(jī)艙繞塔架軸線的慣性力矩，J為機(jī)艙的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為偏航角速度。
[0046]步驟3,如果??Τν，則首先根據(jù)風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV的大小，轉(zhuǎn)子控制器7仍按式(2)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn) 子1的勵(lì)磁電流i，但使其產(chǎn)生的電磁吸力Fem小于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的重力mg，即Fem〈mg。此時(shí)， 機(jī)艙作用在塔架上的壓力F=mg-F em>0,從而在偏航過(guò)程中，機(jī)艙與塔架之間就會(huì)產(chǎn)生摩擦 力f，也就產(chǎn)生了摩擦阻力矩Tf，因而增大了偏航阻尼。風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV越大，則使轉(zhuǎn)子1的勵(lì)磁電 流i越小，即電磁吸力F e?越小，則機(jī)艙作用在塔架上的壓力F就越大，摩擦力f也就越大，摩擦 阻力矩Tf則越大，使得偏航阻尼越大。
[0047]摩擦阻力矩Tf可按下式計(jì)算：
[0048] Tf = f XR=kFXR (4)
[0049] 式中，f為機(jī)艙與塔架之間的摩擦力，R為塔架半徑，k為摩擦系數(shù)，F(xiàn)為機(jī)艙作用在 塔架上的垂直方向上的合力，且F = mg-Fem，其中mg為機(jī)艙重力，F(xiàn)em為轉(zhuǎn)子通電后產(chǎn)生的電 磁吸力。
[0050] 由式(2)、式(4)可見，只要控制轉(zhuǎn)子1勵(lì)磁電流i的大小，就能控制電磁吸力F』勺大 小，從而就能控制機(jī)艙與塔架之間摩擦力f的大小，也就能控制摩擦阻力矩T f的大小。
[0051] 然后定子控制器8給定子2的繞組通入三相交流電，使偏航電機(jī)按下述運(yùn)動(dòng)方程驅(qū) 動(dòng)機(jī)艙以給定的偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏航：
[0053]式中，IV為風(fēng)力作用于機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩，Tf為摩擦阻力矩，I為偏航電機(jī)產(chǎn)生的電 磁轉(zhuǎn)矩，且滿足Te = TN-Tw+Tf，??為機(jī)艙繞塔架軸線的慣性力矩，J為機(jī)艙的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為偏 航角速度。
[0054]為了進(jìn)一步說(shuō)明，圖5給出了本發(fā)明控制方法的實(shí)施流程圖，原理如下：
[0055] 首先，風(fēng)速風(fēng)向儀始終監(jiān)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向，當(dāng)檢測(cè)到風(fēng)向發(fā)生變化時(shí)，則計(jì)算風(fēng)力作 用在機(jī)艙上形成的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV。
[0056] 然后，判斷IV的大小：
[0057] 如果Tw〈TN，則進(jìn)入步驟2;
[0058] 如果IV彡TN，則進(jìn)入步驟3。
[0059] 但是隨著偏航的進(jìn)行，風(fēng)向角Θ會(huì)逐漸變小，再加上風(fēng)速VW也可能發(fā)生變化，所以 風(fēng)力轉(zhuǎn)矩Tw會(huì)發(fā)生變化，因此，每一步完成后必須重新計(jì)算風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV，然后重新判斷IV的 大小，再執(zhí)行相應(yīng)的步驟。
[0060] 由上可知，本發(fā)明采用與傳統(tǒng)的人工機(jī)械調(diào)節(jié)偏航阻尼完全不同的調(diào)控機(jī)制，可 以根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速實(shí)時(shí)狀況，實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)態(tài)地自動(dòng)控制偏航阻尼力矩的大小，使其達(dá)到最佳 偏航阻尼狀態(tài)，使系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，且能準(zhǔn)確定位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法，其特征在于:采用電磁偏航系統(tǒng)W取代齒 輪驅(qū)動(dòng)的偏航系統(tǒng)，所述電磁偏航系統(tǒng)包括偏航電機(jī)、支撐架、壓力傳感器、風(fēng)速風(fēng)向儀、導(dǎo) 向軸承，所述偏航電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子，所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間有固定氣隙，所述轉(zhuǎn)子通 過(guò)所述支撐架與風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙固定，所述定子與風(fēng)電機(jī)組塔架固定，所述導(dǎo)向軸承與塔架 固定，同時(shí)與風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙固定，該方法包括W下步驟： 步驟1，當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，偏航啟動(dòng)，計(jì)算風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙而產(chǎn)生的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩IV; 步驟2，如果風(fēng)力轉(zhuǎn)矩Tw小于機(jī)艙偏航所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tn，則調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子的電流，使其產(chǎn) 生的電磁吸力等于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的重力W減小偏航阻尼，然后給所述定子饋電，使所述偏 航電機(jī)按第一偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)機(jī)艙按給定的偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏航； 步驟3，如果風(fēng)力轉(zhuǎn)矩Tw大于機(jī)艙偏航所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tn，則根據(jù)風(fēng)力的大小調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn) 子的電流，使其產(chǎn)生的電磁吸力小于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的重力W增大偏航阻尼，然后給所述定 子饋電，使所述偏航電機(jī)按第二偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程驅(qū)動(dòng)機(jī)艙按給定的偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏航。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法，其特征在于:所述步驟 1中的風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩Tw為：式中，P為空氣密度，A為機(jī)艙迎風(fēng)面積，1為機(jī)艙繞塔架軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，％為風(fēng)速，Θ為 風(fēng)向角，Cw為轉(zhuǎn)矩系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法，其特征在于:所述步驟 2中的第一偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程為：式中，IV為風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩，Te為偏航電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，且滿 足Te = TN-Tw，TL為機(jī)艙繞塔架軸線的慣性力矩，J為機(jī)艙的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為偏航角速度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種風(fēng)電機(jī)組偏航阻尼力矩的控制方法，其特征在于:所述步驟 3中的第二偏航系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程為：式中，Tw為風(fēng)力作用于風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙的風(fēng)力轉(zhuǎn)矩，Tf為機(jī)艙與塔架之間的摩擦阻力矩， Te為偏航電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，且滿足Te = TN-Tw+Tf，TL為機(jī)艙繞塔架軸線的慣性力矩，J為 機(jī)艙的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為偏航角速度。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK106096195SQ201610488398
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】蔡彬, 褚曉廣, 張正強(qiáng), 張燁, 王乃哲, 王楠楠
【申請(qǐng)人】曲阜師范大學(xué), 褚曉廣