风力机的调节与控制技术毕业设计

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1、课程设计说明书题目名称：风力机的调节与控制技术系部：电力工程系专业班级：新能源13-1学生姓名：学号：指导教师：竟静静完成日期：2016.5.11新疆工程学院课程设计评定意见设计题目风力机的调节与控制技术系部电力工程系专业班级新能源13-1学生姓名学生学号评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日（此页背书）评定意见参考提纲：1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2、学生的勤勉态度。3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。新疆工程学院电力工程

2、系(部)课程设计任务书2015/2016学年第二学期2016年5月11日专业新能源应用技术班级13-1课程名称毕业设计设计题目风力机的调节与控制技术指导教师竟静静起止时间周数设计地点设计目的：设计任务或主要技术指标：（1）查阅相关资料，掌握定速风力发电机组的工作特性（2）查阅相关资料，掌握变速风力发电机组的工作特性（3）研究桨叶的气动特性，明白偏航系统的工作原理（4）研究定桨距控制系统的工作原理（5）研究变桨距控制系统的工作原理设计进度与要求：主要参考书及参考资料：[1]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M).北京：机械

3、工业出版社，2003.[2]叶杭冶.风力发电机组的控制技术[M].北京：机械工业出版社，2005.[3]郑康.变速恒频风力发电系统中的风力机模拟[M].机电工程，2003.[4]林勇刚.大型风力机变桨距控制技术研究[D].杭州：浙江大学,2005.教研室主任（签名）系（部）主任（签名）摘要空气流动所形成的动能极为风能。风能利用形成主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能。随着风电技术不断进步，容量逐步增大，单机容量已达几百千瓦，并有兆瓦级风力发电机问世，作为一种新的，安全可靠的，干净的能源而受到国际上风资源丰

4、富国家的关注与大规模开发。风力机和发电机是风力发电中的两个关键部分，有限的机械强度和电气性能使其速度和功率受到限制，因此风力机和发电机的功率和速度控制是其关键技术之一。风力发电机组在超过额定风速（12～16m/s）以后，由于机械强度和风力机、发电机、电力电子容量等物理性能的限制，必须降低风能所捕获的能量，使功率的输出保持在额定值附近即保持功率输出恒定，同时减少叶片承受的负荷和整个风力机收到的冲击，保证风力机不受到伤害。本文对风力发电机组的桨距控制系统、风力机的偏航控制机构、驱动机构做了较为全面的分析及介绍。首先简述了

5、风力发电的现状和发展的趋势，介绍了定速定桨和变速变桨风力发电机组的特点，综述了发电机组的构成及各部件的功能，设计了风电机组的偏航控制系统。阐述了课题研究的意义，并提出了本文主要研究的内容。深入学习定速发电机组的失速控制原理，在此基础上对变桨距控制和主动失速控制进行研究。关键词：风力发电机；定桨距；变桨距；偏航系统；驱动机构目录第一章绪论11.1风能11.2风能发电的历史与现状21.32014年我国风电装机容量21.4风力发电技术的发展51.5风力发电的前景5第二章风力发电机组概述72.1风力发电机组的组成72.2风力

6、发电机组的工作原理82.3风电机组的分类92.3.1按功率控制方式分类92.3.2按发电机控制方式分类的风力机组102.4风力发电控制系统简介102.4.1变桨距系统112.4.2偏航系统122.4.3制动系统12第三章风力发电桨距调节及偏航系统简介133.1定桨距133.1.1双速发电机133.1.2定桨距风力发电机组的特点133.2风力发电的空气动力学基础143.2.1贝茨理论143.2.2风轮机163.3变桨距173.3.1变桨距173.3.2定桨距与变桨距的比较183.3.3变桨距控制过程193.4变桨距风力

7、机组的运行状态分析193.4.1启动状态193.4.2欠功率状态203.4.3额定功率状态203.5变桨距控制的特点203.5.1输出功率特性203.5.2风能利用率213.5.3额定功率213.5.4启动与制动性能213.5.5对机械部件的影响213.6偏航控制系统功能和原理223.6.1偏航控制系统的功能223.6.2偏航控制原理223.6.3偏航驱动机构23第四章变桨距控制系统的设计254.1所涉及设备介绍254.1.1GEPACSysteRX3i控制器简介254.1.2PACSystemsRX3i性能264.

8、1.3PACSystemsRX3i模块简介274.1.4运动模块DSM324i介绍274.1.5伺服电机选型284.2设计方案294.3液压变桨距控制系统设计294.3.1液压变桨距控制系统304.3.2液压变桨距结构304.3.3变桨控制系统的设计314.4液压变桨距控制系统评估334.5电动变桨距控制系统设计344.5.1独立变桨距控制分析