風(fēng)電機(jī)組的軸扭矩和有功功率測量方法研究

【摘要】：隨著國家新能源政策的逐步落實，單臺風(fēng)力機(jī)組的功率越來越大，風(fēng)電場的建設(shè)越來越快，軸扭矩和有功功率平衡的問題也越來越突出。軸扭矩和有功功率是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運行的兩個重要因素，軸扭矩平衡和有功功率平衡是風(fēng)力機(jī)組順利發(fā)電的基本條件。如果軸系扭矩和有功功率不平衡，就會造成風(fēng)力機(jī)組的軸系扭振，嚴(yán)重時會造成軸的斷裂等，危害風(fēng)機(jī)和風(fēng)電場的正常運行。 本文系統(tǒng)的分析了現(xiàn)有的扭矩測量方法的特點，針對現(xiàn)有的扭矩測量方法的一些不足之處，提出了基于電磁感應(yīng)原理的新型相位差式測量方法，實現(xiàn)了對風(fēng)電機(jī)組軸扭矩和有功功率的實時高精度非接觸測量。應(yīng)用simulink軟件對建立的軸系扭矩和有功功率測量系統(tǒng)進(jìn)行了仿真；利用新型相位差式扭矩和有功功率測量模型對新型測量方法進(jìn)行了實驗驗證，得到大量實驗和仿真數(shù)據(jù)，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到了軸系扭矩、軸系扭振狀態(tài)、軸系扭矩比和軸有功功率的一系列實時數(shù)據(jù)，進(jìn)而驗證了基于電磁感應(yīng)原理的新型相位差式測量方法的實時性和精確性，為實際風(fēng)電機(jī)組運行中的軸系扭矩測量問題的解決提供了一個新的思路，同時也為風(fēng)電機(jī)組軸系扭振狀態(tài)和齒輪箱故障狀態(tài)的實時有效監(jiān)測提供了一定的技術(shù)支撐和保障。 【關(guān)鍵詞】：軸扭矩 相位差式扭矩測量 軸系扭振 齒輪箱故障
【學(xué)位授予單位】：上海電機(jī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 課題背景和意義8-10
• 1.2 軸扭矩和有功功率測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 軸扭矩測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 軸有功功率測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 風(fēng)電機(jī)組軸扭矩和有功功率精確測量的實現(xiàn)難點14-15
• 1.4 本課題的創(chuàng)新點和主要內(nèi)容15-17
• 第二章 風(fēng)電機(jī)組軸扭矩的測量方法17-29
• 2.1 扭矩測量的原理17-22
• 2.1.1 根據(jù)應(yīng)變測扭矩17-18
• 2.1.2 根據(jù)相位差測扭矩18-22
• 2.2 新型非接觸式扭矩測量方法22-26
• 2.2.1 基于電磁感應(yīng)原理的相位差式扭矩測量方法22-25
• 2.2.2 基于激光測距原理的相位差式扭矩測量方法25-26
• 2.3 新型扭矩測量方法在風(fēng)電機(jī)組軸系扭振監(jiān)測上的應(yīng)用前景26-28
• 2.3.1 扭振產(chǎn)生的原因27
• 2.3.2 扭振監(jiān)測方法的發(fā)展27-28
• 2.3.3 基于新型扭矩測量的扭振監(jiān)測方法28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 軸扭矩、有功功率測量和扭振研究仿真29-57
• 3.1 基于電磁感應(yīng)原理的相位差式軸扭矩測量仿真29-41
• 3.1.1 軸扭矩測量仿真模型29-32
• 3.1.2 低速軸扭矩的測量仿真32-36
• 3.1.3 高速軸扭矩的測量仿真36-38
• 3.1.4 高、低速軸扭矩比測量仿真38-41
• 3.2 軸功率的測量仿真41-44
• 3.2.1 風(fēng)電機(jī)組軸有功功率的測量仿真41-42
• 3.2.2 風(fēng)電機(jī)組電磁功率的測量計算方法42-43
• 3.2.3 風(fēng)電機(jī)組機(jī)械及電氣系統(tǒng)的效率43-44
• 3.3 軸系扭振仿真44-56
• 3.3.1 風(fēng)電機(jī)組軸系扭振仿真44-51
• 3.3.2 齒輪箱正常時的扭振扭矩比51-53
• 3.3.3 齒輪箱故障時的扭振扭矩比53-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 軸扭矩、有功功率測量和扭振研究實驗驗證57-71
• 4.1 模擬實驗裝置57-58
• 4.2 軸扭矩的測量實驗驗證58-65
• 4.2.1 低速軸扭矩的測量58-65
• 4.2.2 低速軸轉(zhuǎn)速的測量65
• 4.3 軸有功功率的測量實驗65-69
• 4.4 軸扭振實驗69-71
• 4.5 本章小結(jié)71
• 第五章 結(jié)束語71-73
• 5.1 主要工作與創(chuàng)新點71-72
• 5.2 后續(xù)研究工作72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 附錄78-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果85-86

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