電磁渦流剎車作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輔助剎車的研究.pdf

1、能源、環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問(wèn)題。風(fēng)力發(fā)電清潔無(wú)污染，施工周期短，投資靈活，占地少，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由于在目前技術(shù)條件下風(fēng)電與火電、水電相比從造價(jià)、電能質(zhì)量、設(shè)備制造和控制技術(shù)等領(lǐng)域存在劣勢(shì)，使得我國(guó)風(fēng)電領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究與發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大差距。國(guó)內(nèi)對(duì)風(fēng)電技術(shù)的研究十分薄弱，風(fēng)力機(jī)的大型化、變槳距控制、先進(jìn)剎車系統(tǒng)等先進(jìn)風(fēng)電技術(shù)還遠(yuǎn)未解決，致使我國(guó)大型風(fēng)力機(jī)幾乎全部為進(jìn)口產(chǎn)品。因此，對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和裝備的

2、研究開(kāi)發(fā)日益成為科技領(lǐng)域和企業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)課題項(xiàng)目之一。 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)械傳動(dòng)、電機(jī)學(xué)等多學(xué)科的綜合性高技術(shù)系統(tǒng)工程。目前，風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的研究基本上都是對(duì)電氣部分的研究，對(duì)機(jī)械部分的相關(guān)研究很少。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是典型的機(jī)電液一體化設(shè)備，機(jī)械部分又是風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作的主體。所以對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究不能只是局限于電氣部分。 本文針對(duì)現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)的主體-機(jī)械部分中的剎車系統(tǒng)進(jìn)行了研究。根據(jù)現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)剎車系統(tǒng)

3、所存在的問(wèn)題，提出了一種混合式的剎車系統(tǒng)(HEBS)，即把電磁渦流剎車(ECB)作為傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)式機(jī)械剎車(CBS)的輔助剎車。 本文主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)針對(duì)傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械剎車所存在的問(wèn)題，將電磁渦流剎車技術(shù)引進(jìn)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的剎車系統(tǒng)中，提出了電磁渦流剎車作為風(fēng)力發(fā)電裝置輔助剎車的方案。由電磁渦流剎車的特性，把它安裝在高速軸上，根據(jù)機(jī)械剎車不同安裝位置，分別提出了三套剎車系統(tǒng)方案：①機(jī)械剎車安裝在低速軸；②

4、機(jī)械剎車安裝在高速軸；⑨機(jī)械剎車同時(shí)安裝在低、高速軸。對(duì)它們進(jìn)行受力分析，比較得出方案③為最佳。 (2)在分析傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了剎車系統(tǒng)的柔性軸數(shù)學(xué)模型。該模型能正確反映剎車特性、且易于數(shù)值仿真的實(shí)現(xiàn)。 (3)利用電磁有限元仿真軟件Ansoft中的Maxwell-3D對(duì)矩形鐵芯型的電磁渦流剎車的三維渦流場(chǎng)的仿真模擬與計(jì)算，得到剎車盤內(nèi)電磁感應(yīng)密度的分布及其具體參數(shù)值等，為優(yōu)化剎車設(shè)計(jì)提供了參考。

5、(4)針對(duì)新型風(fēng)力發(fā)電剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出在整體控制的基礎(chǔ)上，分別對(duì)CBS和ECB進(jìn)行控制。采用的是智能滑?？刂破鳎摽刂破髟诨Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制的基礎(chǔ)上結(jié)合模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，形成模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滑?？刂葡到y(tǒng)。用模糊控制去抑制抖動(dòng)現(xiàn)象；用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制去削弱對(duì)系統(tǒng)參數(shù)上下界的依賴。解決了一般滑模控制器存在的抖動(dòng)和參數(shù)上下界依賴性問(wèn)題，使得控制效果較為理想。 (5)以額定功率為600K_W的風(fēng)力機(jī)為分析對(duì)象，分別對(duì)剎車閘不同安裝位置進(jìn)行