风力发电机的工作原理及结构

风力发电机的工作原理及结构（共9篇）

1.风力发电机的工作原理及结构 篇一

无刷电机结构图及里面的霍尔信号工作原理(2009-05-30 17:33:55)

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霍耳的红线一般接5－12v直流电。推荐5－7v。

霍耳的信号线传递电机里面磁钢相对于线圈的位置，根据三个霍耳的信号控制器能知道此时应该如何给电机的线圈供电（不同的霍耳信号，应该给电机线圈供相对应方向的电流），就是说霍耳状态不一样，线圈的电流方向不一样。

霍耳信号传递给控制器，控制器通过粗线（不是霍耳线）给电机线圈供电，电机旋转，磁钢与线圈（准确的说是缠在定子上的线圈，其实霍耳一般安装在定子上）发生转动，霍耳感应出新的位置信号，控制器粗线又给电机线圈重新改变电流方向供电，电机继续旋转（线圈和磁钢的位置发生变化时，线圈必须对应的改变电流方向，这样电机才能继续向一个方向运动，不然电机就会在某一个位置左右摆动，而不是连续旋转），这就是电子换相。

电动车用无刷直流电机工作原理

摘要: 无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为bldc.无刷直流电机的运转效率,低速转矩,转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注.本产品已经生产超过55kw,可设计到400kw,可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。.关键词:无刷直流电机永磁同步电机直流变频钕铁硼

abstract: brushless direct current motor has the same dc motor output characteristics, alsonamed bldc.bldc have higher output torque in low speed, higher efficiency and betterspeed precision than any control modes of frequency converter drives.this chapterintroduce capacity up to 400kw for the industrial application.key words:brushless direct current motorpermanent magnetic synchronous motorbldc ndfeb

[中图分类号]tm921[文献标识码]b文章编号 1561-0330(2003)06-00无刷直流电动机简介

无刷直流电动机的学名叫“无换向器电机”或“无整流子电机”,是一种新型的无级变速电机,它由一台同步电机和一组逆变桥所组成,如图1所示。它具有直流电机那样良好的调速特性,但是由於没有换向器,因而可做成无接触式,具有结构简单,制造方便,不需要经常性维护等优点,是一种现想的变速电机。在工作原理上有二种不同的工作方式：

(1)直流无刷电机:又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统”,如图1所示。是将三相交流电源整流后变成直流，再由逆变器转换成频率可调的交流电,但是,注意此处逆变器是工作在直流斩波方式。

(2)交流无刷电动机:它是利用交-交变频器向同步机供给交流电。

（插图1）

无刷直流电动机brushless direct current motor ,bldc,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子的永磁材料;产品性能超越传统直流电机的所有优点,同时又解决了直流电机碳刷滑环的缺点,数字式控制,是当今最理想的调速电机(参考下列美国能源部针对各种不同调速电机效率比较图).本产品具有高效率,高转矩,高精度的三高特点;同时具有体积小,重量轻,可作成各种体积形状,是当今最高

效率的调速电机,与传统直流有刷电机比较,或与交流变频调速比较均有更好的性能;在牵引电机电瓶车ev行业,取代传统直流有刷电机时除可以达到更高效率,更高激活转矩等特性外,由于采用方波驱动,让铅酸蓄电池有时间修补电极板,可以延长蓄电池的寿命,提高约1.3倍的电池容量,综合效率约可提高一倍左右的电池容量,大大的改善了电瓶车的性能.无刷直流电动机在先进国家已大量应用于军事、信息业(it)、办公设备(oa)、家电业(ha)、diy手动工具、伺服系统、电动汽车、电瓶车、磁旋浮列车等;经过本公司十多年的研究开发,目前生产容量已经达75kw,设计容量可达315kw,可以满足产业自动化及流体机械、空调机械的节电驱动应用.无刷直流电动机具有上述的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的产业机械及空调冷冻主机、风机水泵、空气压缩机负载;低速高转矩及高频繁正反转不发热的特性，更适合应用于机床工作母机及牵引电机的驱动;其稳速运转精度比直流有刷电机更高,比矢量控制或直接转矩控制速度闭环的变频驱动还要高,性能价格比更好,是现代化调速驱动的最佳选择。

由于本产品具有弹性的尺寸及不同的电气特性,除通用型g系列,高激活转矩m系列外,每一种行业的应用都不尽相同,因此用户订货前必须提出电气特性与机械尺寸的要求，图2示士出永磁无刷直流电动机与异步电动机变频变压的机械特性比较。

图2机械特性比较图

1异步电动机变频变压2永磁无刷直流电动机（bldcm）

注：bldcm可在≤mmax负载转矩下起动，可在mn≤m≤mmax负载下短时运行，可在≤mn下长时运行。美国能源部对各种驱动电机效率的比较，如图3所示

图3美国能源部对各种驱动电机效率的比较

2-无刷直流电动机的工作原理

2.1 基本工作原理

无刷直流电动机由同步电动机和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。

无刷直流电动机的原理简图如图4所示：

主电路是一个典型的电压型交—直—交电路，逆变器提供等幅等宽5-26khz调制波的对称交变矩形波。永磁体n-s交替交换，使位置传感器产生相位差1200的u、v、w方波，结合正/反转信号产生有效的6状态编码信号：101、100、110、010、011、001，通过逻辑组件处理产生t1—t4导通、t1—t6导通、t3—t6导通、t3—t2导通、t5—t2导通、t5—t4导通，也就是说将直流母线电压依次加在a+b-、a+c-、b+c-、b+a-、c+a-、c+b-上，这样转子每转过一对n-s极，t1—t6功率管即按固定组合成6种状态的依次导通。每种状态下，仅有两相绕组通电，依次改变一种状态，定子绕组产生的磁场轴线在空间转动600电角度，转子跟随定子磁场转动相当于600电角度空间位置，转子在新位置上，使位置传感器u、v、w按约定产生一组新编码，新的编码又改变了功率管的导通组合，使定子绕组产生的磁场轴再前进600电角度，如此循环，无刷直流电动机将产生连续转矩，拖动负载作连续旋转。正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的，而不是由逆变器强制换向的，所以也称作自控式同步电动机。

无刷直流电动机的工作原理简图

2.2 无刷直流电动机的电磁转矩

无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置，所以不论

转子的起始位置处在何处，电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩，因此转子上不需另设启动绕组。由于定子磁场轴线可视作同转子轴线垂直，在铁芯不饱和的情况下，产生的平均电磁转矩与绕组电流成正比，这正是他励直流电动机的电流—转矩特性。

电动机的转矩正比于绕组平均电流：

tm=ktiav（n²m）(1)

电动机两相绕组反电势的差正比于电动机的角速度：

ell=keω（v）(2)

所以电动机绕组中的平均电流为：

iav=（vm-ell）/2ra（a）(3)

其中，vm=δ²vdc是加在电动机线间电压平均值，vdc是直流母线电压，δ是调制波的占空比，ra为每相绕组电阻。由此可以得到直流电动机的电磁转矩：

tm=δ²（vdc²kt/2ra）-kt²（keω/2ra）

kt、ke是电动机的结构常数，ω为电动机的角速度（rad/s），所以，在一定的ω时，改变占空比δ，就可以线性地改变电动机的电磁转矩，得到与他励直流电动机电枢电压控制相同的控制特性和机械特性。无刷直流电动机的转速设定，取决于速度指令vc的高低，如果速度指令最大值为+5v对应的最高转速：vc（max）ón max，那么，+5v以下任何电平即对应相当的转速n，这就实现了变速设定。

当vc设定以后，无论是负载变化、电源电压变化，还是环境温度变化，当转速低于指令转速时，反馈电压vfb变小，调制波的占空比δ就会变大，电枢电流变大，使电动机产生的电磁转矩增大而产生加速度，直到电动机的实际转速与指令转速相等为止；反之，如果电动机实际转速比指令转速高时，δ减小，tm减小，发生减速度，直至实际转速与指令转速相等为止。可以说，无刷直流电动机在允许的电网波动范围内，在允许的过载能力以下，其稳态转速与指令转速相差在1%左右，并可以实现在调速范围内恒转矩运行。由于无刷直流电动机的励磁来源于永磁体，所以不象异步机那样需要从电网吸取励磁电流；由于转子中无交变磁通，其转子上既无铜耗又无铁耗，所以效率比同容量异步电动机高10%左右，一般来说，无刷直流电动机的力能指针（ηcosθ）比同容量三相异步电动机高12%-20%。

2.3 与异步电动机的比较

.由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电动机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。

中小容量的无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼（nd-fe-b）材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

近30年来针对异步电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法，而无刷直流电动机的电流或电枢的端电压，就是直接控制电动机转矩的物理量。过去，由于稀土永磁体价格比较高等因素，限制了稀土永磁无刷直流电动机的应用领域，但是随着技术的不断创新，其价格已迅速下降，例如，我公司推出得bs系列无刷直流电动机的售价已与异步电动机和普通变频器售价之和相差无几。稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。3稀土永磁无刷直流电动机的应用

电动机的控制实际上是转矩控制，电动机的体积大小决定于转矩的大小，所以选用电动机时，除了有关安装方式，防护等级以外，莫不以负载转矩—稳态负载转矩tl和扰动转矩δtl为中心来考虑电动机的选用。

(1)电动机的电磁转矩tm决定了电动机的体积d2l

x tm=cmd2l

其中cm称作电动机常数，它和电动机绕组绝缘等级、散热条件等密切相关。

通常标定的电动机输出功率pn是在额定转速nn下连续输出额定转矩tn乘积关系，如果pn以（w）、t以（n²m）、nn以（r/min）表示，则

pn =0.1047tn²nn＝tn²ωn

ωn是电动机的额定角速度，(rad/s)

所以，选用电动机（特别是调速应用的电动机）应该说：在xx-xx转速范围内电动机的连续额定转矩tn是多少，或者说：在最大工作转速为xxr/min电动机额定功率是多少。

对一个调速比为d=nmax/nmin恒转矩tl运行的调速电动机来说，它的输出功率从pmin=0.1047nmintl到pmax=0.1047nmaxtl，如果d=100，则最大和最小输出功率之比为100:1。对于无刷直流电动机来说，转速增加后铁耗和风摩耗近似以转速的平方关系增加，所以输入功率增加比例更大。

(2)负载的最大转矩

负载的等效转矩，teq不得超过电动机连续额定转矩，负载的最大转矩不得超过电动机的允许过载转矩, 如图5所示。

图5负载的等效转矩

(3)转动惯量

减速比i是电动机转速nm和负载转速nl之比，在不计减速机构效率时，两方功率平衡tm²nm= tl²nl，所以i= nm/nl，i= tl/tm，减速机构相当于放大了电动机的转矩，减小了电动机转速。负载转动惯量jl折算到电动机轴上的转动惯量jl’和电动机自身转动的惯量jm之和是：jl’ + jm = jl/i2+jm，如果负载质量为m，以v为速度运动，则：

1/2mv2=1/2jlω2，jl=mv2/ω2

利用jl’=jl/i2 , 得jl’+jm=jl/i2+jm=j

(4)减速比i的选择

任何瞬时，以下方程都成立

tm=tl+bω+j²dω/dt

其中tm是电动机输出转矩，tl是负载和库仑转矩之和，b是阻尼系数，j是系统转动惯量，tl、b、j都是折算到电动机轴上的等效资料，ω是电动机的角速度。对于系统转动惯量j大的系统宜选择大减速比i的减速机构。对于要求加速快而j又显著较大时，宜选用i=√jl/jm，就是选择i，使负载折算转动惯量jl’等于电动机转动惯量jm。过大的j²dω/dt容易引起负转速波动或震荡，因此应使ω缓变，避免ω突变；如果确需ω突变，则应选用伺服型系统，而不应选用任何一种类型的调速系统，如果j²dω/dt远大于tl、bω，则在停机时，无刷电动机将在发电机状态工作，在这种状态下，直流母线电压会急剧增长，危及功率器件。为此需在直流母线上增加过压放电电路或使指令电压vc缓变，使ωm逐渐降到安全角速度再切断速度指令。否则，需另加制动器以适应快速停转的需要。对于频繁启动或正反转的系统也应遵守软启动、软停止、再启动的原则，并且要核算等效电流ieq

ieq=√∑ii2²ti/∑ti ≤in

(5)多台电动机的高速同步旋转

无刷直流电动机适应多台电动机中高速同步旋转，其转速相差不超过1%。这时需多台电动机共享一个速度指令，对于多台电动机相距远时，需用v/f-f/v变换技术来传递速度指令，防止速度指令电平vc在传递中因衰减不同而引起指令误差。

(6)恒张力（f）系统

恒张力（f）系统选用无刷直流电动机作为卷绕机构动力时，电动机的最高转速

ηmax=，电动机的最大转矩tmax=f²dmax/2，其中dmin和dmax对应卷筒的最小和最大直径（m），v是卷绕物的线速度（m/min），f为恒张力（n），最大转矩tmax（n²m），负载功率p=fv/60（w）。4-无刷直流电动机特点

*容量范围大:标准品可达400kw,更大容量可以订制.*电压种类多:直流供电,交流高低电压均不受限制.*低频转矩大:低速可以达到理论转矩输出,激活转矩可以达到两倍或更高.*高精度运转:不超过1 rpm.(不受电压变动或负载变动影响).*高效率:所有调速装置中效率最高,比传统直流电机高出5~30%.*调速范围:简易型/通用型(1:10),高精度型(1:100),伺服型.*过载容量高:负载转矩变动在200%以内输出转速不变.*体积弹性大:实际比异步电机尺寸小,可以做成各种形状.*可设计成外转子电机(定子旋转).*转速弹性大:可以几10转到106转.*制动特性良好,可以选用四象限运转.*可设计成全密闭型,ip-54,ip-65,防爆型等均可.*允许高频度快速激活,电机不发烫.*通用型产品安装尺寸与一般异步电机相同,易于技术改造.5二种电机在不同控制方式下的比较二种电机在不同控制方式下的效率比较如图5所示

图5二种电机在不同控制方式下的效率比较

6--依托无刷直流电动机

图6-依托无刷直流电动机的外形图

无刷直流电动机具有高效率,高精度,高转矩三高特性,能够轻松取代带速反馈的进口矢量控制变频器(或直接转矩控制),变频电机,直流有刷电机等;同时也可以取代不需高精度定位的伺服控制器,外形图如图6所示。是目前产业自动化与节电现代化的最重要驱动装置之一。.无刷直流电机产品规范

容量范围: ~ 400 kw

极数:2 ~ 48 极

电压:直流电压,电瓶电压,单相,三相交流高低压可选.频率:50,60,400 hz ,直流.框号:标准品45~355m,非标产品欢迎订制.保护方式:ip-44/ip-54

速度指令:电位器,0~5v,4~20ma,rs-485

加减速时间:0.1 ~ 120s

绝缘等级:b级绝缘(f极可选)

控制方式:pwm(载波频率2~18 k hz)

最低转速:通用型150rpm,高精度型可更低.最高转速:100 ~ 30,000 rpm可选.转速精度:±1 rpm/最高转速

调速范围:1:10,高精度型1:100.最大转矩:150%.转矩特性:恒转矩输出特性

激活转矩:通用型:200%,电瓶车:400%,牵引电机:600%.制动转矩:20%以上,更高能力可选.返馈装置:三相霍尔(相差120°).高精度及伺服型用光码盘.基本功能:正反转,多段速度.7--无刷直流电机与传统直流有刷电机的比较

无刷直流电机因为没有碳刷与换向器,所以没有维修与保养的需要;由于采用永磁转子,没有激磁损耗的问题,综合效率高出10~20%左右(依据功率大小而定),低速转矩更大,激活转矩可达额定3倍,转速精度可达1/3000,不受电压与负载变动的影响.电机可以做成密闭型或防尘防爆型等结构.因此能够完全取代传统有刷直流电机,而且运转费用更低,没有保养维修的烦恼，无刷直流与有刷直流及欧盟cemed标准的效率比较请参见图7。.图7各种直流电机效率比较图无刷直流电机与异步机加变频器的比较

虽然当今交流变频调速非常普遍,但是变频调速受限于异步电机的低效率,电机运转在低速时转矩变小,谐波损耗大,速度变动率大,动态性能不佳等缺失;虽然采用速度死循环矢量控制或直接转矩控制变频器时其可以满足性能需要,但是购置费用偏高,而且异步电机的效率,功因,低速发热仍然无法改善.我们在注塑机行业与变频器节能改造作比较,无刷直流电机的综合节电率比交流变频要高出20%以上,注塑机没有降低生产速度(变频器降低约3%),电机温升相差20℃.在风机水泵压缩机的负载上应用,功率--速度曲线实际上应该达到三次方关系,但使用变频器驱动异步电机其曲线可能只有平方比例或稍差;采用无刷直流电机驱动其曲线可以接近三次方曲线特性,节电效果更好.典型高效率异步电机及变频器驱动后的效率曲线图如图8所示

图8效率曲线比较图

①bldcm（无刷直流电动机）

②高效率异步机

③一般异步机

④无刷直流电机控制器

⑤变频器

参考文献

[1]许大中.晶闸管无换向器电机[m].北京:科学出版社,1984

[2] 张琛.直流无刷电动机原理及应用[m].北京: 机械工业出版社，作者简介

戴政耀 男台湾普传股份有限公司总经理。毕业于台湾明新技术学院电机工程科系,曾任职于台湾东元电机股份有限公司重电业务部门,熟悉各种电机与变频器产品的应用技术.（待续）

2.风力发电机的工作原理及结构 篇二

大型风力发电机内部热源比较多, 主要有齿轮箱、发电机、电缆线、制动盘等。这些热源导致机舱罩内温度升高, 严重影响风机的正常运行和使用寿命, 最有效的解决方案就是在机舱顶部加装外部水冷结构, 但其结构强度必须要满足设计认证要求, 因此有必要对其进行静力学强度分析。

1 模型的建立

1.1 实体模型

用SolidWorks建立水冷结构的实体模型, 然后在Hypermesh中建立有限元模型, 用ANSYS13.0进行求解和后处理。

水冷结构的三维实体模型如图1所示。

1.2 有限元模型

水冷结构的有限元模型如图2所示, 角钢、圆管结构采用壳单元Shell281模拟, 实体单元采用Solid45, 共建了23 469个单元。

1.3 载荷、材料、边界条件

1.3.1 载荷

水冷结构的6个底板完全固定在机舱罩上, 散热板正方向受到2.1kN/m2的压力, 受风面积约为2.1m2。根据新疆大阪城风区选择出极限风速 (50年一遇平均风速) 为:v50=42.5m/s。风速与压强的关系为:

其中:pwind为风对散热板的压强;ρ为空气的密度, ρ=1.225kg/m3;Cp为压强系数, Cp=0.8。

将数值代入式 (1) 计算得pwind=885.06Pa, 载荷以压强的形式加载在散热片上。

1.3.2 材料

散热片采用铝合金3003, 其弹性模量为7×1010Pa, 泊松比为0.3, 质量为252kg;支持结构采用结构钢Q235B, 其弹性模量为2×1011Pa, 泊松比为0.3。

1.3.3 边界条件

对基座施加x, y, z方向的平动约束。

2 计算结果分析及结构改进

2.1 结果分析

计算结果如图3~图7所示。最大应力为432MPa, 其中, 4号与12号、11号与12号、3号与4号支架连接处, 以及4号和11号支架所受最大应力均超出了Q235B的屈服极限 (235MPa) , 所以结构不能满足要求, 需重新设计。

2.2 改进方案

根据分析结果对水冷结构进行了修改, 如图8所示。重新分布连接散热片的螺栓, 将固定螺栓的铁条厚度增加到10mm。

2.3 水冷结构改进后的计算结果

水冷结构改进后的计算结果如图9~图12所示。改进后的最大应力出现在9号与12号支架连接处, 为214MPa, 小于235 MPa, 各处应力均未超出Q235B的屈服极限, 满足了设计要求。

3 总结

本文用SolidWorks建立了K型风机冷却结构的实体模型, 通过有限元分析的方法, 对冷却结构进行了分析, 发现了设计中存在的问题, 然后设计出了合理的结构, 确保设计结果的可靠性。

摘要：通过对已有大型风机齿轮箱水冷结构强度进行有限元分析, 发现了结构设计中存在的不足, 并按照GL2010规范设计了新的水冷结构, 满足了设计认证要求。

关键词：有限元分析,水冷结构,风力发电机

参考文献

[1]李楚琳.HyperWorks分析应用实例[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[2]邢静忠.ANSYS应用实例与分析[M].北京:科学出版社, 2006.

[3]王益全.电动机原理与实用技术[M].北京:科学出版社, 2005.

3.风力发电机的工作原理及结构 篇三

1.总体概况

内蒙古华电辉腾锡勒风电公司2006 年5月1日开工建设，2007 年12 月10 日首个风电场投运。目前有两个风电场，其中，辉腾锡勒风电场装机120 台，容量为121.5MW ；库伦风电场装机262 台，容量为400MW，1.总体概况

内蒙古华电辉腾锡勒风电公司2006 年5月1日开工建设，2007 年12 月10 日首个风电场投运。目前有两个风电场，其中，辉腾锡勒风电场装机120 台，容量为121.5MW ；库伦风电场装机262 台，容量为400MW，系目前亚洲最大风电场。辉腾锡勒风电场投产近5 年，运行正常，但风电机组维护的隐形成本较高，风电机组的一些主要零部件没有达到设计使用寿命，如齿轮箱、发电机、各部位轴承、油路系统和偏航系统等，更换这些部件不仅工艺复杂、检修困难，而且费用高。基于这些原因，公司从领导到员工积极探索维护模式，如日常消缺、维护及ABCD 分级检修等。我们认识到，要使风电公司长期安全、经济、稳定运行和持续发展，必须改变现有的运检一体的管理模式，实行运检分离模式，以提高资源利用率。同时，公司根据新人员、新设备、新体制的特点，进行全员培训，落实各级责任制。不断提高人员业务水平、企业管理水平和设备健康水平，从现在的点检逐步向状态检修发展。

2.风电企业检修体制的探讨

在国家政策的支持下，风电行业经过近十年的快速建设，国内风电运营公司和风电制造企业有了很大的进步。但也出现了很多问题，风电运营公司方面，主要是随着建设速度的加快，大多数人员缺乏风电场的运行管理经验，且许多新建的风电机组运行时间大都不超过3 年，多数都在质保期内，因此，有些风电运营公司没有意识到风电机组在质保期后可能产生的维修费用。关于风电机组本身，国内整机制造企业涉足风电机制造的时间较短，缺乏风电机组运行维护制造经验，制造质量达不到设计要求。增加了风电公司的维护成本，从而导致风电公司的投资回报率低于预期。

近几年，风电的迅猛发展对电力企业的管理提出了新的课题。风力发电机是按照无人值守，高度自动化，高可靠性原则设计的发电设备。而现阶段国内大多数风电公司仍按照旧的管理体制来管理，检修人员的编制和风电机的检修按老的设备大、小修管理办法来安排。因此当风电机组运转进入平稳期后，平时的设备维护工作量少，检修人员任务不饱满。而当风电机组需要批量检修时，工作量又大量增加，检修人员又显

不足，往往抢工期而忽略安全和质量。随着装机容量的不断增加，此种矛盾愈加突出。因此，风电公司走专业化管理的道路已日趋重要。

3.国内风电企业检修专业化管理实践国内目前在检修专业化管理程序主要有两种形式：

3.1 建立独立的检修公司。这种做法的好处是可以为风力发电企业减员增效，利用风电维护工作不均衡的特点，使专业检修公司可承接跨区域的检修任务，专业化管理不仅可以避免任务的不均衡，还能提高检修质量和安全可靠性。目前这种专业化管理在一些地方已得到运用。

3.2 委托管理。将新建成的风电公司委托有关火电厂管理。好处是可利用火电厂的管理经验和检修优势。问题是火电与风电检修工序和工艺要求不同，不能直接照搬，火电检修任务紧张时又会影响风电的任务完成。

无论是建立独立的检修公司还是委托管理，目的是走专业化管理道路。在实际操作中，由于种种复杂的关系，常使委托合同流于形式，难以严格执行，服务质量大受影响，使得专业化管理难以真正实现。4.国外专业化管理简介

在国外，由于发电设备维修的社会化和专业化体系已日臻完善，因此风电机组的维护保养甚至运行等都已实现社会化和专业化管理。所谓社会化，就是将设备日常维护保养工作交由社会公用的专业检修公司来承担。专业化指专业检修公司通过合同方式，按区域或风电机组类别对风电企业进行设备检修。如美国企业一般都由第三方专业公司来负责运行和维护，自己仅负责日常的故障排除和一些临修工作，定期检修或者大修则由专业公司来完成。这些公司包括咨询顾问公司，检修公司、备品备件公司等。在德国，专业化和社会化的维修服务也相当普及。专业化公司可以全面提供维修改造的咨询、维修计划编制与实施、监理、设备安装及改造、事故分析处理等。法国的企业也已普及推行专业化的维修服务，中小发电企业一般不设置专门的维修部门，大型企业也只配备少量维修人员，维修任务大多依靠社会力量。

一般来说，外包维修要比自行维修便宜，不仅可以减少检修费用，还能使员工的工作量保持均衡。运行人员兼顾维修工作，负责正常的运行和一般缺陷消除。而定检、科技项目、技改工程等委托专门的检修公司进行。这样做有如下优势： 4.1 专业公司人员稳定，技术力量雄厚，工器具齐全，检修经验丰富。相对风电公司来说能更快、更好、更省、更专业的完成各项检修维护任务。4.2 风电公司人员结构更加合理，避免了机构人员臃肿，提高了效率，减少了成本，符合精简机构和缩减人员的要求。

4.3 运行人员参与检修工作有利于运行人员熟悉和了解设备和存在的问题，从而提高运行水平。同时运行人员能够及时发现问题并采取措施，可以避免问题的扩大，减少了维修工作量和成本，确保了设备安全运行。风电材料设备 5.风电目前定检维护模式

国内目前运行维护有两种形式：逐台式定检和集中式定检。

5.1 逐台式定检。按照设备顺序逐台对风电机组进行定检。这种方式的优点是，工作人员少，工具需求少，便于管理，缺点是整个定检周期长。目前国内主流机型每台每次定检工作量约需1 ～ 2 个工作日，一个5 万千万容量的风电场一次定检一般需2 ～ 3 个月甚至更长时间。直接影响发电任务的完成。同时，检修时间长也不易管理。风电场的定检基本都安排在小风期进行，但是过长的维修时间会把定检时间拖到

了大风期；也会造成维护期“首尾相连”的被动局面。因此逐台式定检适合风电场规模小，机组数量较少的风电公司，一般检修时间不超过2 个月。

5.2 集中式定检：在短期内多个工作面同时展开，完成多台风电机组的维修工作。这种方式适合大型风电场的定检工作，对人员、工具及现场管理等方面要求高，必须有足够的实力和检修水平。

按照配合方式又可分成两种：并列式和组合式

5.2.1 并列式集中定检。指多个作业面同时开展工作，大家相对独立，各自负责按照定检流程顺序进行。这种方式相对简单，但是对现场工具，材料备品提出了较高要求，特别是特殊工具如液压扳手等需求量大。

5.2.2 组合式集中定检。根据定检流程，对作业内容和顺序进行合理划分，不同的工作面进行不同流程的定检，进行交替作业。这种方式对管理人员要求高，但对特殊工具需求量相对较少。

无论是并列式或组合式的集中定检都对现场管理提出了很高的要求。运用“运检分离”的管理模式能很好的适应管理要求，主要表现在下面两个方面：

安全监管。现场人员增多，安全隐患风险增大。专业检修公司人员素质较高、检修管理较专业，安全施工更有经验。而且双方有经济合同和安全协议可将风电公司的安全责任风险降到最低。

质量检查。检修作业面的增多增加了相应的质量监督点，专业检修公司应履行质量监督的工作，与风电公司点检员共同把好检修质量关，使设备检修质量更有保证，确保修后设备长期、安全、经济、稳定运行。

6.运检分离与集中定检相结合的探讨

相比火电厂、水电厂，风电场最显著特点是单机容量小，机组数量多。目前国内主流的单机容量为1.5MW，并且还有大量的600 ～ 850kW 的机组在投产运行。单个5 万千瓦容量的风电场也有30 ～ 40 台机组，实际一个运行的风力发电场往往有上百台甚至几百台风电机组，这对机组的维修工作增加了难度。6.1 国内运检分离的三种模式

6.1.1 以风电场班组为单位，把员工分成运行班组（可实现远程监控）和检修班组。

这种模式是目前国内普遍采用的一种管理方式，这种模式在新建成和5 万千瓦规模的风电公司还能勉强运行，因为风电机组还在质保期，风电机组的检修和维护工作主要还是由制造厂来承担，风电公司工作人员主要还是负责运行和检修监督方面的工作。表面上运检是分离的，实际上双方分工是模糊不清的。

风电场规模扩大以后，传统的分班组管理模式已不能适应风电场正常运行。由于容量的增加，运行管理和设备维护都需要增加人员，大大超出人员编制，增加成本。

6.1.2 风电公司建立自己的检修队伍。辉腾锡勒风电公司通过3 年多的实践、探索和总结认为：确保风电机组稳定、经济、高效、安全运行，风电场必须实行运检分离的管理模式，明确运行人员和检修维护人员的职责和分工。由于检修和维护是个复杂地专业性地系统工程，必须有一批技术骨干建立一支独立的检修队伍，满足风电场设备维护的需要。

检修队伍负责所有设备的正常运行，做好日常风电机组的保养和维护，制定风电机组的检修计划，提前做好备件的准备工作，按要求完成检修任务，大大提高了经济效益。

6.1.3 专业的风电机组检修维护公司，目前有两种形式。其一是承揽各个故障风电机组的维修工作，收取维修费用；其二是以年为单位承包风电机组的检修和维护，风电公司以年为单位付给专业公司承包费，检修维护公司对风电机组承包后，必须保证该所有风电机组的正常运行，如果出现风电机组故障和损坏，维护成本超出了承包费，也将由检修维护公司承担。这种模式，检修维护公司必须有很强的技术力量和专用工具，满足检修的需要。

6.2 集中定检可行性的探讨。通过调研，要实现风电机组的集中定检工作，风电公司必须做好几项工作。实现运检分离的管理模式，成立独立的检修队伍，由检修队伍负责风电机的日常消缺、巡检、检修等维护工作，不断总结、摸索规律、积累资料，准确判断风电场运行风电机组的运行状态，编制风电机组检修计划，做好备件等准备工作，在无风的季节实行集中定检。

实现集中定检的难度大，无法准确判断风电机组的整体运行状态。目前国外风电场普遍采用风电机组在线检测系统来对风电场风电机组进行统一运行监测管理，通过这一系统的实时监控，风电场检修人员就能够明确掌握每台机组的运行状态，从而有计划的制定风电机组的维修时间，减少了风电机组停机时间，提高了经济效益。近几年，风电事业快速发展，国内风电机组检测设备也逐步完善，如机组油品检测、离线型检测设备、在线检测设备等已普遍应用。这为机组运行状态的判断提供了有力的依据。

6.3 实行“运检分离”提高企业的经济效益 6.3.1 实行运检分离，解决风电企业机构臃肿，人力资源浪费等情况，满足企业减员增效的要求，提高企业全员劳动生产率。解决新建单位技术力量不足和检修维护人员配置问题，节约大量人力和物力。同时，解决了制造厂家技术封锁等问题。

6.3.2 按照传统管理模式，运行和检修是两个平行的生产管理部门，但还是“一家人”。检修质量的验收仍然属于自己检修，自己监督，自己验收，不符合现代化管理的要求。实行“运检分离”，对检修维护公司的检修实现全过程管理和监督，做到规范化管理。风电公司可以集中精力做好定检维护、科技、技改项目的管理工作。

6.3.3 成立专业化、社会化检修队伍，可以逐步做到备品配件和专用工器具的集中管理。社会化、网络化管理更可以减少资金积压，库存压力，人员开支和检测费用。7.结束语

风电机组的运行，安全、经济是关键。优化风电场的检修管理体系，进一步理顺检修与运营的关系，不仅能提高风电公司的经济效益，还可以改变以往风电公司“大而全”、“小而全”的经营模式，摆脱重复繁琐的被动局面，可以集中精力，搞好生产。

4.风力发电机的工作原理及结构 篇四

（一）(2009-04-20 14:22:25)

标签：风力发电机 垂直轴 水平轴 vestas 故障 杂谈

1998年12月苍南风电场二期工程15台V一42 600kW风电机全部安装完毕并投入了正式运行。从运行至今，除电网停电影响，可利用率达到了98．7。以下结合四年的运行情况，从主要故障及技改情况两方面对Vestas风电机运行情况作简单介绍：

主要故障情况我场根据四年的运行情况将出现过的故障进行了详细的分类，详见附表(注：表中各列只列出所属系统中发生过故障的配件)，从表中可以看出影响风电机运行的主要故障有：

(1)RCC故障

RCC也称转子电流控制器，其主要功能是通过 IGBT(绝缘栅双极晶体管)通过由RCC controllergen根据给定的参考电流通过 IGBT drive发送不同脉冲宽度的驱动信号驱动IGBT切除或切人转子外部电阻，控制转子电流达到增大滑差的目的。四年运行中，苍南风电场共计更换了14个RCC。RCC的故障有温度故障、IVCE故障、功率出错等。由于故障率高、价格贵(接近万欧元)，同时自己又没有维修能力，RCC故障是否能处理好，直接影响到风电场的经济效益。

(2)风速仪风向标故障

风速仪、风向仪故障的主要原因有两个方面。一是盐雾的侵蚀，由于风电场靠近海边，盐雾的侵蚀造成风向标、风速仪转轴老化转动不灵活，经常出现风速与功率不对应及低风速的时候不能正常启动。二是台风的破坏，风电场在2001、2002年的两次风速超过 40米／秒以上的强台风中，大量风速仪的风 杯被吹断、风向标受损坏，影响大风天气的稳发、满发。目前主要是增加配件库存，解决这一问题。

(3)刹车片故障

刹车片的问题主要是风电机经常出现刹车片过热故障。但是我场大部分的刹车片过热故障是由于电网异常(停电、瞬时掉电压)引起的，小部分是风电机设备存在问题紧急停机造成。在刹车片中存在一个热敏电阻(PTIO0)，当紧急刹车时桨叶和机械刹车同时动作。制动磨擦造成的大量热量热敏电阻(PTIO0)呈高电阻，从而使控制回路串接的继电器失电引起报警。刹车盘过热故障必须就地复位。在夏季雷击跳闸及瞬时掉电压非常频繁，由于电网运行不稳定造成刹车片故障而需复位或更换刹车片的占据了很大部分的工作量。4)万向节故障

风电机万向节故障主要是由于发电机存在移位，造成发电机与齿轮箱的同心度差增大，(按规定，左右偏差小于 2mm，上下发电机高于齿轮箱2～6mm)，如果偏差超过规定值容易造成万向节的润滑油皮套破裂，在高速转动中使润滑油被甩出，没有润滑油的作用万向节很快由于高温摩擦完全损坏。所以，同心度的校验应作为定期维护的检查项目。(5)齿轮箱故障

在检修维护过程中发现一台VALMET 公司生产的齿轮箱高速轴存在崩齿现象，并重新更换了一台齿轮箱。故障的可能是异物进入或高速齿轮材质问题，所以一方面保证齿轮油的质量，定期更换，另一方面防止异物进入齿轮箱，同时定期检查及时发现隐患。(6)通讯系统雷害问题

苍南风电场采用 的是 Vestas公司VGCS(VESTAS图解控制和管理系统)，运行中主要的问题就是该系统频繁遭雷击通讯系统线采用的是铜电缆在中控楼侧屏蔽线接地，但是由于风电场属于强雷暴区，又由于山岗上地土壤的电阻率高，电导率低，使风场的接地电阻偏高，当受雷击后在风场地上产生很高地反击电压，由于这个电压是个瞬态量，在通讯放大器的通讯线上产生很高的感应电压，造成通讯放大器(VPN—driveVPN—slave)过电压击穿。四年中被雷击坏的通讯放大器达29个(其 中VPN drive 15个及 VPN slave 14 个)，严重影响了远动监控，目前我们计划至各风场的通讯电缆改为光缆，以有效防止雷害。主要技改情况介绍(1)安装刹车后备电池系统

Vestas风电机对于电网的要求是较高，一般允许的电压偏差范围为+5 到一10 Ue、频率范围约0．5Hz。苍南风电场处于华东电网末端，主要是峰谷电压起伏很大。在苍南风电场 1999到2001年的三年中线路各种停电及异常达 95次，由于其中电网低、高电压占33次，遭雷击跳闸及瞬时性掉电压达32次，严重影响了风电机的运行。峰谷的电压起伏造成低或高电压停机、瞬时性掉电压造成风电机的紧急停机，极易引起机械刹车盘过热故障，故障后必须到现场进行复位，由于电网异常引起的停机占了近8O，鉴于这种情况，目前我场在风电机上主要是加装了一套后备电池系统(Vestas风电机的可选组件)，在系统突然停电、瞬时性掉电压时这套系统将继续供应刹车系统电磁阀电压以将延时机械刹车动作时间，等叶片顺桨，空气刹车先动作，60秒后，转速降低，机械刹车动作。这样可减少机械刹车的磨损及刹车盘系统故障，等电网恢复正常后即可自动恢复运行。在安装这套装置前，每次掉电压约30 的风电机会出现刹车盘过热的故障，而且必须到现场复位，安装以后基本未出现由于系统掉电压刹车系统过热停机，而且刹车片使用的期限延长，复位的工作量大大减少。这对于电网不稳定的地区是非常实用的。2)齿轮泵的改造

在 2002年风电场的液压站故障，不能正常建压。经检查发现外壳出现了裂纹，而且随后多台风电机出现了相同的情况，经分析可能是两方面的原因：①由于齿轮泵的外壳材料耐压能力不够，②齿轮泵的设计上存在问题：止回阀直接接在液压泵外壳上，另外一种是止回阀经一段液压软管连接至液压泵，前一种当电机液压泵停止打压后液压泵外壳仍承受高压，后一种则无此弊病，全部改造成如图3的连接方法后运行基本正常。(3)电容器组更换

在运行中我们发现部分电容器组出现渗油、变形，经测量电容均已被击穿，故障的原因主要是由于电网电压不稳定和质量原因，为此更换了所有原配置的由意大利生产的电容器组，改成 SEMENS和德国AEG公司的电容器。从已运行两年的情况看，运行基本正常。3 结论

5.风力发电设备主管工作总结 篇五

生产技术部—XX 过去的2016年，在部门主任领导下和同事协作下，共同完成了上一工作，取得了一定的成绩，但也存在诸多不足。新年伊始，为更好的开展2017年工作，让自己不断在总结中成长，现就将去年工作内容和今年工作思路做简要汇报。

一、主要工作内容

本人在生产技术部主要负责风力发电机组设备、技术监督管理和保险理赔工作，协助同事完成部门和公司领导安排的其他工作。(一)设备管理方面

按照公司要求，部门工作计划，主要对具体的设备管理工作的进行监督实施。编制了《2016年XX新能源技改检修生产项目工作计划》、《2016年风电光伏材料费/检修费计划表》，参与定制了一至五期《XX新能源风机出质保验收大纲》等文件，并对以上工作计划进行全过程的监督实施。其中对一期33#、二期36#风机全年检工作，二期43#风机出质保验收工作等进行了登机检查；汇总统计了二至五期风机出质保的考核金额；审批了部分风机较大型的检修方案，并对一期7#齿轮箱中间级更换、17#风机偏航刹车盘打磨、14#风机更换发电机集电环等检修工作进行了登机检查；跟踪了159#、38#箱变的维修工作；负责完善了部门设备管理制度，编制了2016年《XX新能源有限公司设备缺陷管理制度》（未发布），建立了设备台账等。(二)技术监督方面

按照公司要求，部门工作计划，主要对具体的技术监督工作的进行监督实施。主要实施和配合完成了风机、箱变、变电站的防雷检测工作；风机油品抽检化验工作；XX期发电机改造工作；XX期风机塔筒法兰生产、监造、检测厂家的统计上报工作；XX110kV变电的预试工作；公司技术监督总结的上报工作；电网关于东汽和上气机组的耐频耐压要求工作；XX330kV远动升级改造工作；2016中电联的全国风电运行指标竞赛数据的上报工作等。(三)保险理赔方面

负责公司现场所有设备出险前期的申报、现场勘察取证及事故证明出具等。配合财务部完善公司2016年资产统保清单；修订了公司企业固定资产目录；参加了2016保险经纪公司组织的保险业务培训；与财务部进行了保险理赔的工作交接，财务部负责案件的后期理赔工作。2016年XX公司现场共计出险16件，因厂家维修未产生费用销案3件，现有13件正在理赔中。

二、管理工作中存在的问题

(一)风机的定期维护工作开展不及时，定期维护工作周期较长，未按照计划时间节点开展维护工作等。2016年维护工作中，一至七期半年/全年维护工作均未按照时间节点开展，其中七期半年检工作周期长达5个月。四至六期全年检至今都未结束。

(二)备品备件管理有待进一步提高。表现在备件的购买周期过长，部分备件的购买达数月；现场备品备件的库存不充分，因无备件停机现象频发；购买备件和现场实际不符等。现场无箱式变压器储备，如XX因箱变烧损受累停机近5个月。XX因箱变故障受累停机达4个月。

(三)个人综合管理素质有待提升。2016年设备管理工作无新意和亮点，具体管理工作落实不够。表现在部分机组维护工作拖沓滞后，备件管理工作跟不上，造成一至三期设备可利用率较低等。现场生产指标的考核细则不健全，考核奖励制度没有真正实施。

三、2017年主要工作思路

(一)进一步完善设备缺陷管理制度，制定与之相对应的考核细则，重在落实。风力发电机定期维护工作和检修工作及时完成，对机组长时间的健康运行至关重要，完善和发布《XX新能源设备缺陷管理制度》和《XX新能源公司生产指标考核细则》，按照公司2017工作计划，严格的落实好风机定期维护、检修工作，通过于考核相结合，提升设备管理的精细化水平。(二)强化备品备件的管理。首先，要有合理的备件储备计划，对备件更换频次、数量、使用周期、消耗规律等方面进行统计，结合现场实际和统计情况上报备件计划。其次，备件的购买质量和周期上进行严格控制，考虑制定“关键件”目录清单，对难采购、影响生产大、占用资金多需重点加强管理。最后，考虑大部件的储备，如箱式变压器，齿轮箱、发电机等大部件，因这些部件占用资金较大，考虑发电企业联合建立区域备品备件的方式进行大部件的储备。

(三)其他工作想法。

1.考虑进行修旧利废的革新，降低备品备件的管理成本。对设备出现故障较高或者跟换备件频繁的地方，组织人员进行原因分析，进行相应小发明小创造的技术改革，降低备件的消耗。

6.风力发电机的工作原理及结构 篇六

随着我国风力发电技术的迅速发展,国内建设了一批大规模的并网风力发电工程,对于大功率风力发电机组的需求越来越大。但是随着风力发电机组功率的增加,并入电网时产生的冲击电流也随之增大,严重时可能会导致风力发电系统无法接入电网。目前大型风力发电机组中,双馈感应式变速恒频风力发电机组的应用最广泛,实现变速恒频双馈风力发电机组无冲击电流并网技术越来越重要。

双馈风力发电机组采用的发电机为转子交流励磁的双馈异步发电机(DFIG)[1,2]。定子绕组直接接入电网,转子绕组由一台频率、电压可调的低频交流励磁变频器供给三相低频励磁电流,在转子中形成一个低速旋转磁场,这个磁场的旋转速度与转子的机械转速相加等于定子磁场的同步转速,从而在发电机定子绕组中感应出工频电压。

目前已有不少文献应用矢量控制技术研究了双馈风力发电机的并网控制策略[3,4]。传统的矢量控制结合PI控制来实现双馈风力发电机并网控制,很难做到精确解耦控制。本文采用变结构控制与矢量控制技术相结合的控制策略,来完成发电机组的并网控制,利用Matlab软件建立空载并网仿真模型,研究了变速恒频双馈风力发电机的空载运行及并网全过程。

1 控制策略

1.1 风力发电机空载并网原理

交流发电机的并网条件是,发电机的输出电压与电网电压的幅值﹑频率和相位完全相同。因此,并网之前要对发电机的输出电压进行调节,当满足并网条件时进行并网操作,并网成功后,发电机切换到发电控制。空载运行时,取电网电压的频率、相位、幅值作为控制信息提供给控制系统,据此调节发电机的励磁电压,按并网条件控制发电机定子空载电压。

为了实现双馈风力发电机组并网前的端电压准确调节,并网后的输出有功﹑无功功率的解耦控制,本文采用了电机磁场定向的矢量控制策略。

1.2 DFIG数学模型

定子侧电压、电流正方向取发电机惯例,转子侧电压、电流正方向取电动机惯例,可得到DFIG在定子同步速度m-t两相坐标系下的数学模型[5,6]。

定、转子电压方程为

定、转子磁链方程为

电磁转矩、运动方程为

其中,r1、r2分别为定、转子绕组等效电阻;l1、l2、lM分别为m-t轴定、转子绕组自感及互感;im1、it1、im2、it2、um1、ut1、um2、ut2分别为m-t轴定、转子电流与电压;ψm1、ψt1、ψm2、ψt2分别为m-t轴定、转子磁链;ω1为定子同步电角速度;ω2为转子电角速度;ωs=ω1-ω2为转差角速度;p为微分算子;J为转动惯量;np为电机极对数;Te、Tm分别为电磁转矩和机械转矩。

将式(2)代入式(1)整理得:

空载时,im1=it1=0,代入式(4)化简得:

式(5)即为发电机空载时的数学模型。

1.3 定子磁场定向下发电机空载并网控制策略

为了使定子电压的相位、幅值、频率同电网电压保持一致,满足并网要求,需要根据电网电压的信息对转子励磁电流进行控制。由于大容量发电机在工频下电感远大于电阻,所以电阻可以忽略不计。本文选取m轴方向与定子磁链方向重合,定子端电压u滞后定子磁链ψ190°,Um为三相系统相电压的幅值,Ψ1为定子磁链幅值,如图1所示。

于是,可得:

将式(4)代入式(1),略去定子电阻,得:

式(2)可化简为以下两式:

将式(9)代入式(5)可得:

考虑到实际动态调节过程中的磁场定向误差,it2可能不为零,更通用的转子电压计算公式应为

根据式(6)~(11)可得到变速恒频双馈风力发电机并网控制策略。空载并网时,依据检测到的电网电压,计算出参考定子磁链后对转子电流进行闭环控制。从式(11)可知,转子电压、电流间除一阶微分关系外,还存在着交叉耦合。以往根据式(11)设计PI调节器,转子电流经闭环调节后加上耦合补偿项得到转子电压,很难做到精确解耦控制。本文采用逆系统线性化非线性控制技术实现系统解耦,然后设计系统的变结构控制器完成控制。

1.4 转子电流变结构控制器设计对于转子电压方程

选取状态变量[x1,x2]=[im2,it2],选取输入变量[u1,u2]=[um2,ut2],选取输出变量[y1,y2]=[x1,x2],得到状态变量的表达式为

采用逆系统方法可得其逆系统如下:

则在式(14)中,取把逆系统串联在原系统之后,原系统与逆系统就构成了一个伪线性系统。伪线性系统可解耦成2个独立的子线性系统:

对于式(15)子系统,控制器的设计目标是应用变结构控制原理[7,8],取切换面采用趋近律设计方法[10],令则可得系统的变结构控制律如下:

其中,sgn(s1)为符号函数。

同理,可设计式(16)子系统的控制律:

图2所示为变结构控制与矢量控制相结合的风力发电系统空载并网控制原理图。

2 建模仿真

2.1 系统的仿真模型

本文利用Matlab软件,构建了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型,如图3所示。

发电机空载时定子电压为输出量,并网时定子电压受电网电压的制约,为输入量,为此本文建立了空载与并网2个模型。仿真时,空载模型首先运行,进行并网控制过程仿真;并网过程完成后,将空载运行最后数据转移到并网模型,转入并网运行,实施最大风能追踪控制[9,10],实现有功、无功功率的独立调节。

2.2 系统仿真结果

在Matlab仿真模型基础上,对系统空载、并网过渡过程进行仿真研究。DFIG的仿真参数为:定子绕组电阻R1=1.918 8Ω;转子绕组电阻R2=2.571 2Ω;定子自感L1=0.241 44 H;转子自感L2=0.241 44 H;定、转子互感LM=0.234 0 H;电网电压取Unet=300 V;频率50 Hz;np=2;转动惯量J=0.2 kg·m2。

并网前,取电网电压幅值、频率、相位信息作为控制依据,经过控制系统调节发电机的转子励磁电压,控制发电机的输出定子电压,满足并网条件后进行并网。并网成功后切换为发电控制模式,实施最大风能追踪控制,实现有功、无功功率的独立调节。

2.2.1 变结构控制与矢量控制相结合的并网过程仿真结果

发电机在1 200 r/min转速下空载稳态运行1 s后并网,空载调节过程、结果及并网时刻转子电流过渡过程波形如图4所示。如图4(a)(b)所示,im2很快跟踪到i*m2上,it2也很快稳定且几乎为零,这与前述的控制策略是相符的。如图4(c)(d)所示,定子a相输出电压ua1与电网a相电压uanet的误差绝对值在半个周期之内就达到10 V以下,说明调节过程较快、精度较高。图4(e)为转子a相电流ia2波形,可见并网过渡过程比较平滑,对电网不会造成太大冲击,符合并网要求。

2.2.2 变结构控制与PI控制下并网过程的仿真结果比较

图5(a)(b)分别为发电机在1200 r/min转速下、电网电压稳定在300 V时,变结构控制与PI控制下输出定子电压波形图。可见,变结构控制下比PI控制下的响应速度要快,输出定子电压能迅速跟踪电网电压。图5(c)(d)分别为电压突变时,变结构控制与PI控制下输出定子电压波形图。电网电压在0.15 s突降到额定值的一半,0.3 s恢复后,0.45 s仿真结束。可见,变结构控制对电网电压的变化跟踪迅速,而PI控制对电网电压变化调节缓慢,跟踪效果不理想。

2.2.3 变结构控制下系统空载并网全过程仿真

发电机在1 200 r/min转速下空载稳态运行1 s后实施并网操作。并网运行时,无功功率保持为600 var不变。风速变化如下:初始值给定为7.5 m/s,10 s时由7.5 m/s变为8 m/s,20 s时又变回7.5 m/s,30 s时仿真结束。图6为系统并网全过程仿真结果。

当风速变化时,如图6(a)所示,定子侧有功功率P随着风速的变化而变化,有功功率P能很好地跟踪指令值P*,有功功率指令P*需要从风能追踪的角度求取。如图6(b)所示,定子侧无功功率Q很好地跟踪给定值600 var保持不变,这说明有功功率和无功功率能够实现独立调节。可见,变结构控制方案很好地实现了系统有功功率与无功功率的解耦,并且响应速度快,在风速变化情况下跟踪效果比较理想。转子转速曲线如图6(c)所示,当风速由7.5 m/s变为8 m/s时,电机转速由7.5 m/s风速所对应的最佳转速1225.4 r/min变为8 m/s风速所对应的最佳转速1306.8 r/min;当风速由8 m/s变回7.5 m/s时,电机转速又由1306.8 r/min变回1225.4 r/min。这表明,在风速的变化过程中,控制系统能够实现最大风能捕获。

3 结论

本文建立了变速恒频双馈风力发电系统的完整仿真模型,采用变结构控制与矢量控制相结合的控制策略,对发电机空载运行、并网全过程进行了仿真研究。仿真结果证明,该控制策略能够实现发电系统平滑接入电网;系统并网运行时,有功功率与无功功率能够实现独立调节,完成最大风能追踪控制;该策略与PI控制的策略相比,具有更好的动态响应性能。

参考文献

[1]叶杭冶.风力发电机组的控制技术[M].北京:机械工业出版社,2002:30-36.

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7.选粉机结构及工作原理 篇七

V型选粉机是20世纪90年代磨开发的一种新型选粉机、一般与辊压机配套构成各种辊压粉磨系统。V选粉机将辊压机辊压出的料饼打散、分级、根据工艺需要还可以对物料进行烘干，V型选粉机的出现给辊压粉磨系统带来了新的生命力。为满足不同工艺方案对V型选粉机带料量和带料细度的不同要求，vx系列选粉机比表面积150－200kg

Vx选粉机是一种完全靠重力打散、靠风力分选的静态选粉机，用于分离无粘性，低水分的物料，除了用于辊压机系统外，也可用于出磨或出磨选粉工艺线。

被分选物料水分较大时，可在选粉机进风口通入热风烘干。

使用限制

选粉机不能用于粘性和半流体物料，要求被选粉物料综合水分小于5％

超过300°C的高温会降低耐磨件使用寿命，所以要求被分选的物料最高温度不超过300°C，通入热风最高温度不超过300°，通常情况下，物料和热风的温度应控制在40-80°C之间。

为了更好的应用选粉机，进入选粉机的最大物料力度小于35mm，这决定于工艺线物料的类型。

由于选粉机本身不能自动操作，因此要有风循环设计，通常配套细分分离装置、风机、管道、和节流阀。

结构：壳体、进料管、进风壳体、v型打散隔栅、选粉延伸叶栅和到风叶调节装置。

工作原理：选粉空气从进风壳体的进风口进入选粉机，流经选粉室中部的v型隔栅，从出风口排出。被分选的物料从选粉机上部进料口喂入，经v型隔栅多次摔打分散后，由选粉空气进行分选，细粉随选粉空气从排风口排出，由旋风筒或袋收尘分离。粗粉下落汇集到出料口回辊压机再加工，分选完全依靠风力完成。通过调节风机的风量来控制选粉机的选粉机细度和带料量，要尽量减少进料口和出料口的漏风以免对选粉机造成不良影响。调剂5组叶栅可以调节v型隔栅局部截面选粉风速，控制v型隔栅切割粒径，调节叶栅的位置在调试阶段确定。

选粉机操作

最佳数据：通过设备的风量

喂料量

系统温度

通过选粉机的风量可以通过风机的节流阀或风机变频电机调节；

8.风力发电生产部年度个人工作总结 篇八

岁月如梭，转眼间又度过了充实的一年。随着公司的逐步发展壮大，我也在不断地充实自己，使自己不断地进步，因为我知道只有不断地学习，不断地完善自己的能力和水平，才能成为一名合格的运维人员。这一年里在公司的领导下、同事们的支持和帮助下，我认真学习专业知识、总结工作经验，积极完成自己岗位的各项工作。结合自己xx年xx月至今的工作，作出如下总结：

一、工作完成情况

（一）培训学习情况

培训是增加巩固专业技术知识最直接有效的途径，而对技术知识的掌握是做好风电运维工作的基础，因此我对于学习从不敢懈怠。自从担任值班员以来，我深感自己在工作中专业知识的不足，以及相关技能的欠缺。为此，我在工作之余通过一些相关书籍来弥补自己的欠缺之处。同时，我特别珍惜部门安排的相关培训，我深知公司花费代价是为了培养技术人才，不学到东西不仅对不起自己，也会辜负公司的期望。

今年伊始，随着班组建设的深入进行，我们陆续接受了五次班组建设催化，可以说每次催化都有新的进步与感受。特别是个人技能盘点的应用，让我系统的剖析了自身的技能知识，发现了自身的不足：在17个技能点中，有12个技能点达到初级理论合格，15个技能点达到初级操作合格，7个技能点具备独立作业能力。随着班组建设的深入，我对不足之处制定了技能提升计划并将在明年做好中级技能盘点的计划和提升。2017年7月，经公司部门安排，我参加了在xxxxx发电公司举办的内训师培训，该培训由XX电力人力资源部牵头主办，主要培训内容有：内训师的授课技巧、PPT课件制作技巧、拓展训练、内训师基本功训练等。这次培训，我对于内训师的相关技能有了系统了解，并且通过训练得到了实质性的提升，这也使我以后的培训工作如虎添翼。在11月举行的操作手册比赛中，我能够拔得头筹是与这次培训的收获息息相关的，在此要特别感谢公司和部门领导们的重视与培养，也希望以后能有更多参加培训的机会。

参与公司以外的培训，不仅能够增强自身的知识储备，提升自己的专业技能；还可以开拓眼界，更多的了解外面世界的发展变化，与同行业的技术精英交流工作心得，向他们取长补短。今年3月，我有幸陪同几位领导在北京调研风电运维后市场的实际情况，对于未来运维后市场的发展方向、运维成本以及技术变革有了实质的了解。这次调研真的是大开眼界，通过调研运维后市场的现状与未来方向，了解一些比较前沿的运维科技，指引了我今后的工作方向和学习重心，特别是运维工作一定不能坐井观天，要与时俱进。

（二）工作完成情况

今年的工作是非常充实的，一方面是积极做好运行维护的本职工作；另一方面是不断配合部门完成制定的各项计划工作以及公司的整改要求。

首先，说一下运维工作。随着XX二期风力发电机组陆续投运，我们运维工作的单子更重了；但是我们不畏艰难，而是把它看作是自己肩负的光荣使命。今年我们进一步加强了风电机组的巡检工作，对于登机巡检不仅做到一月一次，而且保质保量。我们每一次的巡检不仅有纸质巡检表，还对油位、压力等参数以及缺陷进行拍照存档，做到“有图有真相”。特别是在二期尚未移交的情况下，鉴于相关设备已经投入运行，我们对二期箱式变压器也是每月巡检，发现问题立即通知整改部门。作为个人，我很积极的和大家一起参与到这些工作之中，和大家团结在一起。

今年8月的预试定检也是一项重点工作。通过这次工作也让我有了三点收获：首先，平时利用闲暇时间温习操作票，以免操作时出现生疏现象。其次，加强安全意识，在工作中不能因为嫌麻烦而忽略了安全绳等安全器具的穿戴和使用；不仅如此，还要在工作中制止他人的不安全行为，保证自己不受伤害的同时也要保证他人不受伤害。最后，要加强和同事们在工作期间的沟通，做到互帮互助，哪里有需要我就主动去哪里，不能再闷着做事。

除了定期工作，今年的消缺整改和故障处理工作也比较集中。特别是集团、电力、公司都对XX生产部比较关注，因而也让我们发现了自己很多的不足之处。通过参与到档案文件的归纳整理，设备和制度缺陷的整改，使我自己的能力得到了充分锻炼。今年9月还发生了一起集电线跳闸事故，本身通过事故的排查熟练了自己的专业技能，而更有收获的是这次事故的相关分析，让我一下子发现其实工作中还有很多盲点需要去关注。

二、工作中的问题与教训

今年的工作中也有很多的问题与不足之处，就以8月的预试定检工作为例： 首先是停送电操作中仍有许多疏漏之处，如操作命令复诵不流畅甚至会有说错的地方。在没有得到操作指令前，一味地等待指令，没有及时和中控室调度沟通。

其次是缺乏变压器等接线连接的施工经验，在拆除主变高压侧绝缘套管处的连接头时，由于没有操作过所以有时不得要领，往往废了很大力气缺没能快速拆除螺栓。在变压器上工作时，有时没有按要求悬挂安全绳，在安全意识上还有薄弱点。不仅如此，在发现有他人没有悬挂安全绳时也没能及时予以制止。

最后，也是最重要的是，当自己的工作做完以后没有及时的去其他组帮忙，工作上出现了思想被动。这点上我做的远远不如其他人好。在工作中只顾分派给自己的工作，没有意识到“大集体”概念。在闲暇时，当我接过同事递给我的矿泉水时，也没有想到其他同事们这么辛苦，需不需要饮用水。团结与沟通是工作中最好的粘接剂，是把大家拧成一股绳的保证，是发挥集体最大力量的基础，可惜我没能做好，让自己主动去融入到“大集体”之中。

三、今后的工作方向

回顾这一年来，我进步了很多，这与领导的支持和同事们的帮助是分不开的，没有这些帮助和支持，我就不可能成长为一名合格的运维人员，在此对领导和同事们表示衷心的感谢！以后我会更加努力，用自己的实际工作来回报公司，尽职尽责做好每一件事。我相信在以后的工作中，我能更加熟练的完成本职工作，向着“一专多能”的目标前进。为了我们公司的发展，我会一直向前看，踏踏实实工作，一步一个脚印去努力、进步，实现在岗位上的自身价值。对于即将到来的新的一年里，我要继续努力完善自己的缺陷，做好自己的本职工作，为我们公司的不断发展壮大贡献自己的一份力量。

部门：XX生产部

9.风力发电机的工作原理及结构 篇九

1 常用无损检测方法

无损检测技术是不损伤待检钢结构工件而对其实施质量检测的技术方法。通过无损检测后的工件可较为明确的确认其质量水平, 是否损伤, 损伤部位、损伤大小等等。无损检测技术内容丰富, 检测效率高, 检测内容覆盖面广, 结果可信度高, 是目前应用十分广泛的一项钢结构检测方式。建筑钢结构应用成熟的无损检测技术包括磁粉检测、渗透检验、射线检测、超声检测、涡流检测, 几种检测方法的比较见表1。

2 工程概况与存在问题

工程位于我国西南沿海某地, 工程单期规模为33台单机容量780k W风电机组, 风电场以山地为主, 风机分布于起伏山地上, 风机塔架机身与基础采用法兰焊接连接。塔架呈锥形, 由三段塔筒和一段地锚组成。但在施工过程中由于突遭强台风袭击, 造成风机弯折损伤 (图1所示) , 故需采用无损检测技术对所有风机进行质量鉴定, 以确认是否受损、损伤程度, 并以此为依据确定维修方案。

3 检测方案的确定

首先对风机受主要风向风力情况进行分析, 如图2所示, 塔架机身受扭力, 迎风一侧塔架机身受拉力, 背风一侧受压力, 因此考虑在迎风一侧加强检测。鉴于风机塔架机身的形状尺寸和材质、结构特性以及与基础的连接方式、现场场地条件, 对塔架机身迎风一侧采取渗透检测与超声波检测相结合的检测方式, 对背风一侧采用超声波检测方式, 且应先进行超声波检测而后再做渗透检测, 这样避免渗透检测对超声波检测的影响。

4 检测的实施

4.1 超声波检测

(1) 检测面准备:检测区的宽度应是焊缝本身, 再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域, 这个区域最小为5mm, 最大为10mm;探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质。 (2) 试块选择:采用的标准试块为CSK-ⅠA和CSK-ⅢA。 (3) 探头K值 (角度) 选择:斜探头的K值 (角度) 选取应符合标准规定, 条件允许时, 应尽量采用较大K值探头。考虑到本工程所用塔架机身为圆弧形状, 为了增加探头与待检工件的表面接触, 特将探头平底加工成弧形, 并进验证不影响检测精度。 (4) 检测频率:检测频率一般为2MHz~5MHz。 (5) 探头移动区计算:采用一次反射法检测时, 探头移动区大于或等于1.25P:P=2TK或P=tanβ, 其中:P为跨距, T为母材厚度, K为探头K值;β为探头折射角。 (6) 耦合剂选择:根据试件的表面状况及特性要求选用耦合剂, 如浆糊或机油, 本次检测采用机油。 (7) 系统校准:将耦合剂涂于标准试块CSK-ⅠA, 将选定的斜探头置于其上, 找到最大回波信号, 测定探头前沿、延时和K值 (角度) , 同时测量声速。 (8) 绘制距离-波幅曲线 (DAC曲线) :在CSK-ⅢA标准试块上, 分别找到孔深为10mm、20mm、30mm、40mm所对应的最大回波信号, 绘制DAC曲线。具体检测参数见表2。

4.2 渗透检测

(1) 表面准备:工件被检表面不得有影响渗透检测的铁锈、氧化皮、焊接飞溅、铁屑、毛刺以及各种防护层。 (2) 预清洗:先用破布擦拭工件表面, 去除工件表面附着的油污、杂物等。再用清洗剂清洗, 清洗工作范围应从检测部位四周向外扩展25mm。清洗后检测面上遗留清洗剂必须干燥, 且保证在施加渗透剂前不被污染。 (3) 渗透剂施加:施加方法应根据零件大小、形状、数量和检测部位来选择, 本工程用刷涂方法, 应保证被检部位完全被渗透剂覆盖, 并在整个渗透时间内保持润湿状态。渗透时间及温度:在10℃~50℃的温度条件下, 渗透剂持续时间一般不应少于10min。 (4) 去除多余渗透剂:应注意防止过度去除使检测质量下降, 同时也应注意防止去除不足而造成对缺陷显示识别困难, 不得往复擦拭, 不得用清洗剂直接在被检面冲洗。 (5) 干燥处理:施加干式显像剂、溶剂悬浮显像剂时, 检测面应在施加前进行干燥, 施加水湿式显像剂 (水溶解、水悬浮显像剂) 时, 检测面应在施加后进行干燥处理。一般可用热风进行干燥或进行自然干燥。干燥时, 被检测面的温度不得大于50℃。当采用溶剂去除多余渗透剂时, 应在室温下自然干燥。干燥时间通常为5min~10min。 (6) 显像剂施加:显像剂在使用前应充分摇动均匀, 显像剂的施加应薄而均匀, 不可在同一地点反复多次施加。喷涂显像剂时, 喷嘴离被检面距离为300mm~400mm, 喷洒方向与被检面夹角为30°~40°。 (7) 观察:观察显示应在显像剂施加后7min~60min内进行, 如显示的大小不发生变化, 也可超过上述时间。对于溶剂悬浮显像剂应遵照说明书的要求或试验结果进行观察。具体参数见表3。

5 检测结果

经过检测 (焊缝位置见图3、渗透检测见图4) , 33台风机中有12台风机焊缝存在表面裂纹和标准不允许的缺陷, 应当进行补焊处理;有3台风机塔架机身弯折出现比较大的裂纹, 不适宜补焊, 应当进行更换;其余18台风机完好。

6 总结

无损检测技术对建筑钢结构质量检测与质量控制有着极其重要的意义和作用, 在实际应用过程中, 应根据其工作原理、适用范围、检测成本、检测目的、所产生的作用效果、检测对象、现场条件等综合考虑, 恰当选取, 才能得到科学、合理且经济、高效的检测结果。

参考文献

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