風(fēng)電機(jī)組機(jī)械液壓混合傳動(dòng)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著新的全球氣候協(xié)議——《巴黎協(xié)定》在2015年簽訂，可再生能源迎來又一次發(fā)展良機(jī)。在各種可再生能源中，風(fēng)能的利用技術(shù)應(yīng)該屬于最成熟的，市場化以及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀以及前景都非常光明。本文采用遞進(jìn)式研究方法，從中機(jī)械電液混合傳動(dòng)系統(tǒng)工作機(jī)理、方案設(shè)計(jì)與理論分析、控制策略研究，到機(jī)械及液壓動(dòng)力學(xué)建模仿真、試驗(yàn)臺試驗(yàn)驗(yàn)證研究，系統(tǒng)地完成了風(fēng)力機(jī)中機(jī)械液壓混合傳動(dòng)傳動(dòng)原理及關(guān)鍵技術(shù)的研究。
　　論文各章節(jié)內(nèi)容如下:
　　第一章，概述了風(fēng)

2、能利用的歷史，并對風(fēng)能利用現(xiàn)狀，包括全球裝機(jī)容量以及中國裝機(jī)容量進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，對比國外風(fēng)力發(fā)電占總發(fā)電量的比值指出我國存在的差距;綜述了風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)鏈分類以及變轉(zhuǎn)速運(yùn)行風(fēng)力機(jī)技術(shù)研究進(jìn)展，重點(diǎn)針對機(jī)械液壓混合傳動(dòng)提出現(xiàn)有研究結(jié)構(gòu)存在的不足，結(jié)合課題的研究意義及來源，提出了論文的主要研究內(nèi)容。
　　第二章，對風(fēng)力機(jī)機(jī)械液壓混合傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)以及控制策略適配。對行星齒輪系的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速以及功率流向進(jìn)行了深入的研究，在此基礎(chǔ)上提出四種機(jī)

3、械液壓混合傳動(dòng)系統(tǒng)方案并進(jìn)行對比選出最優(yōu)方案;結(jié)合傳統(tǒng)1.5 MW風(fēng)力機(jī)參數(shù)對混合傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，為提高系統(tǒng)傳動(dòng)效率選擇閉式液壓系統(tǒng)并對其關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行計(jì)算;對風(fēng)力機(jī)混合傳動(dòng)系統(tǒng)不同階段的控制策略進(jìn)行分析，提出低于額定風(fēng)速的并網(wǎng)前后葉輪轉(zhuǎn)速控制、高于額定風(fēng)速的恒轉(zhuǎn)速變轉(zhuǎn)矩控制以及高于額定功率的恒功率控制策略，并結(jié)合混合傳動(dòng)系統(tǒng)模型中各參數(shù)之間的定量關(guān)系，對功率分合流控制、變速控制和轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行理論論證和分析。
　　

4、第三章，在1.5 MW傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組的參數(shù)基礎(chǔ)上，對混合傳動(dòng)機(jī)組仿真參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，采用高級建模和仿真軟件AMESim以及商業(yè)數(shù)學(xué)軟件MATLAB對系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真研究，分別對風(fēng)速、葉輪轉(zhuǎn)子、變量泵排量調(diào)整機(jī)構(gòu)、混合傳動(dòng)鏈、同步電機(jī)以及無窮大電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行理論分析和數(shù)學(xué)建模;采用AnsysWorkbench軟件建立柔性銷軸風(fēng)電行星齒輪傳動(dòng)的三維實(shí)體模型并進(jìn)行虛擬裝配，對其強(qiáng)度、彎曲應(yīng)力以及應(yīng)變進(jìn)行數(shù)值模擬分析;通過對仿真結(jié)果的分析討論，確定柔

5、性銷軸應(yīng)力及應(yīng)變滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)控制策略實(shí)現(xiàn)了低于額定風(fēng)速時(shí)最大功率捕獲、高于額定風(fēng)速時(shí)保護(hù)機(jī)械結(jié)構(gòu)、高于額定功率時(shí)機(jī)械功率穩(wěn)定液壓系統(tǒng)吸收波動(dòng)轉(zhuǎn)矩的預(yù)期效果。
　　第四章，對30kW混合傳動(dòng)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)及選型，對機(jī)械齒輪箱、閉式液壓系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)選型，計(jì)算出齒輪箱的關(guān)鍵參數(shù)并繪制三維模型圖;擬定閉式液壓系統(tǒng)原理圖并計(jì)算液壓系統(tǒng)參數(shù);對變量液壓泵進(jìn)行原理探究與初步調(diào)試，確保變量泵輸入電壓與排量的線性對應(yīng)關(guān)系。

6、
　　第五章，搭建30kW混合傳動(dòng)風(fēng)力機(jī)試驗(yàn)平臺，擬定系統(tǒng)空載試驗(yàn)、負(fù)載變速控制以及轉(zhuǎn)矩吸收試驗(yàn)、效率對比試驗(yàn)、轉(zhuǎn)矩吸收對比試驗(yàn)以及并網(wǎng)試驗(yàn)方案，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。試驗(yàn)結(jié)果表明機(jī)組具有較好的變速控制、吸收轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等傳動(dòng)特性，機(jī)械液壓功率分配合理，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械主要傳遞能量、液壓主要調(diào)節(jié)波動(dòng)的新原理傳動(dòng)模式，同時(shí)電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無變頻器輔助成功并網(wǎng)，整個(gè)混合傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)組完成了預(yù)期的各項(xiàng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　第六章，總結(jié)了論文