風(fēng)能作為清潔能源的重要組成部分,正在受到世界各國越來越多的重視,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)正在向多功率等級、廣應(yīng)用領(lǐng)域及多樣化機型發(fā)展。作為一種新穎的風(fēng)力發(fā)電機組,液壓型風(fēng)力發(fā)電機組憑借其體積小、重量輕、高功重比等優(yōu)勢成為風(fēng)力發(fā)電機組重要研究方向。與常規(guī)構(gòu)型的液壓型風(fēng)力發(fā)電機組不同,液壓型落地式風(fēng)力發(fā)電機組將定量泵放置在機艙中,將變量馬達(dá)、同步發(fā)電機及其相應(yīng)的控制系統(tǒng)設(shè)置在塔基處,通過液壓長管路實現(xiàn)定量泵與變量馬達(dá)間的液壓傳動,可以大大減輕裝機重量,降低工程安裝難度。但該構(gòu)型所擁有的液壓長管路會使得管道諧振效應(yīng)更加明顯,在隨機風(fēng)的激勵下可能在很寬的頻率范圍內(nèi)發(fā)生壓力諧振,危害結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,影響發(fā)電質(zhì)量。本文針對液壓型落地式風(fēng)力發(fā)電機組中長管路內(nèi)部的壓力諧振展開研究,利用電液相似理論建立了長管路主傳動系統(tǒng)阻抗模型,基于長管路分布參數(shù)模型,建立了長管路兩端的壓力傳遞函數(shù)。利用導(dǎo)數(shù)法對壓力傳遞函數(shù)進行分析,求解得到了壓力諧振頻率所滿足的隱函數(shù)條件方程,并從壓力波傳播角度對該條件方程進行了理論分析,進而求得了諧振峰值表達(dá)式�；谥C振頻率條件方程,對壓力諧振頻率進行了參數(shù)影響分析,首先針對不同功率等級風(fēng)電機組的參數(shù)對壓力諧振頻率進行了參數(shù)靈敏度分析,得到了各個參數(shù)對諧振頻率的影響程度。其次,重點分析了變量馬達(dá)排量和節(jié)流閥阻抗對諧振頻率的影響規(guī)律,得到了改變變量馬達(dá)排量和節(jié)流閥阻抗使諧振頻率發(fā)生偏移在數(shù)值上應(yīng)滿足的條件。最后,對壓力諧振峰值進行了參數(shù)靈敏度分析,并研究了變量馬達(dá)排量和節(jié)流閥阻抗對諧振峰值的影響規(guī)律。根據(jù)上述研究結(jié)論,提出了一種利用變量馬達(dá)排量和節(jié)流閥阻抗作為控制輸入的壓力諧振主動控制方法,一方面使壓力諧振的諧振頻率偏離激勵頻率,另一方面降低壓力諧振的峰值。由于調(diào)整變量馬達(dá)排量和節(jié)流閥阻抗會造成系統(tǒng)能量的損失,因此利用多目標(biāo)遺傳算法,以壓力脈動衰減量和機組能量損失為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),對變量馬達(dá)排量和節(jié)流閥阻抗進行尋優(yōu),實現(xiàn)壓力脈動幅值在不同程度上的衰減。在30 kVA液壓型風(fēng)力發(fā)電機組實驗平臺進行了實驗研究,通過利用變量泵/馬達(dá)施加正弦或掃頻信號使長管路中產(chǎn)生激勵信號,通過對信號進行頻譜分析,得到了壓力傳遞函數(shù)幅值特性曲線,通過與理論分析結(jié)果對比,驗證了正確性。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM315
【部分圖文】：

圖 1-12 Jordan 所提出的壓力脈動主動控制系統(tǒng)管路中安裝伺服作動器，通過控制伺服作有系統(tǒng)的壓力脈動。荊慧強設(shè)計了一種電 所示，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)濾波器的位移幅值及頻好時，濾波效果明顯[52]。李運華提出一種變?nèi)萸灰簤褐鲃訛V波器，如圖 1-14 所示足使壓力近似維持恒定[53]。Kojima 設(shè)計了用基于傳遞函數(shù)的控制理論實現(xiàn)了在 20~得了至少 20 dB 的脈動衰減效果[54-55]。電磁驅(qū)動器出口

c) 轉(zhuǎn)動慣量為 10~100 kg·m2 3-2 諧振頻率隨變量馬達(dá)排量和等效轉(zhuǎn)動慣量變化規(guī)可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)動慣量處在 10-5~10-4kg·m2這一率幾乎不發(fā)生改變，基本維持在 29 rad/s；當(dāng)轉(zhuǎn)-2 b)所示，隨著變量馬達(dá)排量的變化，諧振頻率量為 0.1kg·m2時，最大的變化量達(dá)到了 14rad/化量達(dá)到了 6 rad/s；而當(dāng)轉(zhuǎn)動慣量處在 10~100 的變化同樣比較微小，如當(dāng)轉(zhuǎn)動慣量為 10kg·m2最大變化量僅為 0.8 rad/s，當(dāng)轉(zhuǎn)動慣量為 100 k率的最大變化量更只有 0.2 rad/s。分析可以知道，轉(zhuǎn)動慣量的取值會大大影響變動慣量取不同值時，改變變量馬達(dá)排量，諧振頻量處于某一個合適的區(qū)間時，諧振頻率會隨著變

- 35 -c) 管徑為 0.1~1 m圖 3-3 諧振頻率隨變量馬達(dá)排量和管徑變化規(guī)律慣量對變量馬達(dá)排量的靈敏度影響一樣，管徑在諧振頻率對于變量馬達(dá)排量的靈敏度。當(dāng)管徑頻率會因變量馬達(dá)排量的變化產(chǎn)生 10~20rad/s時，變量馬達(dá)排量對于諧振頻率的影響作用便微馬達(dá)排量使諧振頻率偏移的條件建模中可知，壓力諧振條件方程為2 l = n , n 0, 2, 4 有相移常數(shù)， = a； 為反射系數(shù)相位。=r
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本文編號：2853990