永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書共分5章，包括風(fēng)輪空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)及葉片技術(shù)、直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)、永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制、變流器和永磁發(fā)電機(jī)的匹配關(guān)系、永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷、強(qiáng)度模態(tài)及振動(dòng)。重點(diǎn)介紹了永磁直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)方法、制造工藝和運(yùn)行特性，其中有很多是作者在實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，有較強(qiáng)的實(shí)用性。
《永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與技術(shù)》對(duì)從事風(fēng)電機(jī)組，特別是直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組研發(fā)的技術(shù)人員有很好的指導(dǎo)作用，同時(shí)也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生的參考書。

書籍目錄

序
前言
緒論
第1章  風(fēng)輪空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)及葉片技術(shù)
  1．1翼型基礎(chǔ)知識(shí)
  1．2風(fēng)力機(jī)翼型的特點(diǎn)
  1．3風(fēng)力機(jī)翼型的幾何參數(shù)
  1．4翼型空氣動(dòng)力性能
  1．5翼型幾何參數(shù)對(duì)翼型空氣動(dòng)力特性的影響
  1．6翼型修型
  1．7風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)
  1．8風(fēng)輪幾何參數(shù)
  1．9風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)參數(shù)
  1．10風(fēng)輪氣動(dòng)特性數(shù)字計(jì)算
  1．11葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  1．12葉片結(jié)構(gòu)
  1．13葉片材料及其物理特性
  1．14玻璃纖維／聚酯和玻璃纖維／環(huán)氧復(fù)合材料的性能
  1．15木材層壓板的性能
  1．16葉片的諧振
  1．17薄壁穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
  1．18葉片根部的固定
  1．19葉片的載荷問題
  1．20葉片的強(qiáng)度及剛度計(jì)算
第2章  永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)
  2．1概述
  2．2磁性的來源
  2．3永磁材料的基本性能
  2．4轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)及圖解計(jì)算方法
  2．5磁極形狀及其固定方法
  2．6釹鐵硼永磁材料
  2．7永磁材料的性能和選用
  2．8永磁發(fā)電機(jī)和變流器的相互影響
  2．9空載電動(dòng)勢(shì)及負(fù)載下氣隙中的合成磁通
  2．10交、直軸電樞反應(yīng)和電樞反應(yīng)的電抗
  2．11永磁同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理
  2．12齒槽問題
  2．13永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)短路問題
  2．14永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)的絕緣問題
  2．15磁路的解析計(jì)算及電磁計(jì)算問題
  2．16繞組形式
第3章  永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制
  3．1測(cè)量參數(shù)、器件及傳感器
  3．2最大功率跟蹤的基本控制方式
  3．3永磁直驅(qū)變速失速控制形式
  3．4變速變槳距控制
  3．5閉環(huán)控制
  3．6制動(dòng)——主軸制動(dòng)器
  3．7卸荷及穩(wěn)壓功能
  3．8安全鏈
  3．9功率曲線和力矩轉(zhuǎn)速曲線的設(shè)計(jì)與控制
  3．10永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的模型
第4章  變流器和永磁發(fā)電機(jī)的匹配關(guān)系
  4．1不可控整流變流器
  4．2不可控整流但有Boost升壓電路的變流器
  4．3可控整流變流器
  4．4不可控整流三電平變流器
  4．5矩陣式變流器
  4．6永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越特性
第5章  永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷、強(qiáng)度模態(tài)及振動(dòng)
  5．1風(fēng)況
  5．2正常風(fēng)況
  5．3載荷的簡(jiǎn)單計(jì)算
  5．4機(jī)械振動(dòng)
  5．5風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本概念
  5．6振動(dòng)與激振
  5．7振動(dòng)的影響
  5．8風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)
  5．9風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)力學(xué)分析軟件簡(jiǎn)介
  5．10 GH公司的baded軟件
  5．11 Baded軟件需要輸入的部分參數(shù)
  5．12風(fēng)電機(jī)組載荷分析基礎(chǔ)
  5．13極限狀態(tài)分析
  5．14疲勞強(qiáng)度分析基礎(chǔ)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　（2）空載頻率它是開環(huán)增益為單位增益時(shí)的頻率。（3）閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)擾動(dòng)的阻尼。（4）風(fēng)速的響應(yīng)。閉環(huán)階躍響應(yīng)系統(tǒng)對(duì)風(fēng)速的階躍響應(yīng)表明了控制系統(tǒng)的有效性，如對(duì)變槳距控制器進(jìn)行調(diào)整時(shí)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和功率上的偏差應(yīng)迅速平滑地接近0，塔架的干擾應(yīng)很快地得到阻尼，并且槳距角應(yīng)該平滑地變?yōu)樾碌慕嵌?，而且不?huì)產(chǎn)生較大的超調(diào)和振蕩。（5）變槳距控制的頻率特性。在低頻時(shí)，從風(fēng)速、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、齒槽效應(yīng)的頻率響應(yīng)進(jìn)行衰減，因低頻時(shí)的風(fēng)速擾動(dòng)可以被控制器消除，在高頻率時(shí)，因風(fēng)速變化，槳距角的頻率響應(yīng)必須進(jìn)行衰減，并且在一些類似葉片穿越頻率等關(guān)鍵頻率外的響應(yīng)不能過大。風(fēng)速對(duì)塔架擾動(dòng)速度的頻率在塔架的共振頻率處不能有太大的峰值。3.5.3 變槳距控制的增益規(guī)則 在功率接近額定值時(shí)，由于選擇了使輸出功率最大的精確的槳距角，由空氣動(dòng)力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩對(duì)槳距角之間的敏感性是非常小的，因此比起高風(fēng)速的時(shí)候這里就會(huì)需要更高的控制器增益。在高風(fēng)速時(shí)槳距角比較大，槳距角很小的變化就會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生很大的影響。通常情況下在一定范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩會(huì)隨著槳距角的變化而幾乎成線性化地改變，因此可以通過改變控制器的全局增益使其與槳距角成反比例線性關(guān)系變化以便補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)。這樣根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)對(duì)控制器的增益進(jìn)行的調(diào)整所得到的數(shù)據(jù)可以做成一個(gè)增益規(guī)則表。盡管對(duì)槳距角的變化以不同的方式插入了一個(gè)關(guān)系式，但是由此對(duì)塔架的動(dòng)態(tài)特性造成的影響會(huì)和變槳距控制器產(chǎn)生很強(qiáng)的耦合，所以很可能需要進(jìn)一步修改增益規(guī)則來確保在所有風(fēng)速下變槳距系統(tǒng)都會(huì)有很好的性能。因此，在額定風(fēng)速和切出風(fēng)速之間的幾個(gè)不同運(yùn)行點(diǎn)上建立相應(yīng)的線性化模型是很重要的，并且需要選擇一個(gè)增益規(guī)則來確保以上的性能調(diào)整在全范圍內(nèi)都可以令人滿意。3.5.4 在控制器中加入更多的項(xiàng) 通過加入附加的項(xiàng)，在一個(gè)特定的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行修正很可能會(huì)對(duì)基本的PI或PID控制器的性能有所改善。例如，一個(gè)變槳距控制算法很可能在很大程度上會(huì)使較多的變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作以很高的頻率響應(yīng)控制器的指令，這不僅對(duì)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組沒有益處，而且可能會(huì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。如果一些用于設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)情況沒有被考慮到線性模型的建模中，這種情況就有可能會(huì)發(fā)生。這個(gè)例子講的是變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)鏈中的扭轉(zhuǎn)共振，它不僅影響發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，而且會(huì)影響到變槳距控制器的正常工作，使變槳距動(dòng)作頻繁而沒有任何益處。另一個(gè)可能引起問題的因素是變槳距控制響應(yīng)一個(gè)外部主要頻率，如葉片穿越頻率。與控制器相串聯(lián)的低通濾波器會(huì)減小高頻增益，引起的低頻相移會(huì)明顯降低控制器的全局性能。為了防止在一些給定頻率處產(chǎn)生過多的控制動(dòng)作，可以通過加入與控制器串聯(lián)的陷頻濾波器來解決這個(gè)問題。

編輯推薦

　　《永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與技術(shù)》主要以永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)中所需要的理論和實(shí)用的設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及基本知識(shí)來幫助專業(yè)設(shè)計(jì)者進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。本著解決永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)中所遇到的問題，從實(shí)際出發(fā)，給出的觀點(diǎn)和方法盡量都是以往工作中驗(yàn)證過的，希望本書的出版對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)有參考意義。

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