大功率風電機組新型傳動系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、針對當前風電機組向大功率、高效率、高可靠性方向發(fā)展的趨勢，本文運用現(xiàn)代仿真分析手段，對風電機組新型傳動系統(tǒng)的設計、運行特性進行了研究，為進一步深入研究奠定了理論基礎，具有重要的理論意義和工程應用價值。研究風電機組新型傳動系統(tǒng)所采用的研究方法對其他復雜機電液一體化系統(tǒng)的研究具有借鑒意義。 在行星齒輪傳動的基礎上，提出了一種大功率風電機組新型傳動系統(tǒng)，通過控制與伺服電機固定連接的導輪葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)滾珠絲杠的轉(zhuǎn)角，在導輪葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)的作

2、用下，達到調(diào)節(jié)導葉可調(diào)式液力變矩器的渦輪轉(zhuǎn)速，最終實現(xiàn)風輪的變速輸入、發(fā)電機的恒速輸出和無級調(diào)速控制的目的。 風電機組新型傳動系統(tǒng)是復雜的機電液一體化系統(tǒng)，運用傳統(tǒng)的研究方法無法深入研究其特性。為了深入研究風電機組新型傳動系統(tǒng)的調(diào)速原理和調(diào)速穩(wěn)定性，在行星齒輪傳動理論的基礎上，運用流體力學能頭理論建立了風電機組新型傳動系統(tǒng)的非線性動態(tài)數(shù)學模型。運用先進的數(shù)字化仿真技術，以MATLAB/simulink為仿真平臺建立了基于智能模糊

3、PID控制的系統(tǒng)仿真框圖，給出了智能模糊PID控制器的設計方案，對智能模糊PID控制器在風電機組新型傳動控制系統(tǒng)中的應用進行了仿真。研究了不同風輪輸入轉(zhuǎn)速下發(fā)電機轉(zhuǎn)速、導葉可調(diào)式液力變矩器的導輪葉片轉(zhuǎn)角θ、渦輪轉(zhuǎn)速和泵輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速比i的階躍響應情況。研究結(jié)果表明基于智能模糊PID控制的風電機組新型傳動系統(tǒng)能順利實現(xiàn)發(fā)電機轉(zhuǎn)速的無級調(diào)速控制，調(diào)速性能穩(wěn)定、可靠；轉(zhuǎn)速比i集中在導葉可調(diào)式液力變矩器的高效范圍內(nèi)，傳動效率較高。 為了進

4、一步驗證風電機組新型傳動系統(tǒng)調(diào)速原理、非線性動態(tài)數(shù)學模型和智能模糊PID控制器設計方案的正確性，運用ADAMS和MATLAB/simulink聯(lián)合仿真技術，對不同風輪輸入轉(zhuǎn)速下發(fā)電機轉(zhuǎn)速的階躍響應進行了聯(lián)合仿真分析，仿真結(jié)果動畫清楚表明風電機組新型傳動的調(diào)速原理是正確的。通過對比分析MATLAB/simulink仿真結(jié)果和ADAMS和MATLAB/simulink聯(lián)合仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種仿真結(jié)果基本一致。這證明本文建立的風電機組新型傳動系