设备设计/诊断维修/再制造
现代制造工程2010年第10期
风力发电机新型液压制动控制系统的研究
吴万荣，罗前星，陈卿，李侯清
（中南大学机电工程学院，长沙410083）
摘要：针对现有风力发电机液压制动系统现状，提出一种新型液压制动系统（柔性液压制动系统），建立风力发电机新型液压制动控制系统的模型，并用AMESim软件平台进行仿真，从理论上验证该制动系统的可靠性，并对影响该制动系统
动态待性的因索进行分析，为开发新型液压制动控制器提供依据。关键词：风力发电机；新型液压制动系统；仿真；分析
中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1671—3133(2010)10—0143—05
Researchofnewhydraulicbrakingcontrolsystemforwindturbine
WU Wan-rong,LUO Qian-xing,CHEN Qing,LI Hou-qing
(School of Mechanical and Electrical Engineering,Central South University,Changsha 410083,China) Abstract; Based on the current situation of the existing wind turbine hydraulic braking system, presents a new type of hydraulic braking system(flexible hydraulic braking system) ,establishes s new type of wind turbine hydraulic braking control system model which is simulated by the software of AMESim,and validates the reliability of the braking system theoretically,the factors affecting the dynamic characteristics of the braking system were analyzed, which provides the basis for the development of a new hydraulic braking controller.
Key words: wind turbine;new hydraulic braking system;simulation;analysis
液压系统及其控制技术是大型风力发电机组的
重要组成部分，是保证风力发电机性能的关键技术之一，直接影响整个机组的性能和风能利用效率。风轮的转速随着风速的变化而变化，如果没有可靠的安全制动装置，随着风速的增大，将会使风轮超速造成风力发电机的损坏，液压制动系统在保证风力发电机组正常运行发电、防止事故发生、对风力发电机启动和停机控制起着不可或缺的作用。
风力发电机一般是分散分布的，要求控制上达到无人值守及远程监控。制动系统是风力发电机中一个很重要的系统。逻辑上其重要性应该高于其他系统"】，这就要求制动系统具有很高的安全性和可靠性，近年来制动系统的研究引起国内外科技工作者高度重视，但相关科技成果甚少。
传统的风力发电机制动系统是把制动闸装在高速轴上，这样存在两个方面问题，其一：如果低速轴或者是齿轮箱损坏，制动性能就会完全丧失，安全性能差；其二：风力发电机制动时受力通过齿轮箱，齿轮箱冲击严重，且由于齿轮之间存在间隙及风的波动，频紫的刹车使叶片不连贯停顿，动态载荷使齿轮箱内齿
万方数据
与齿之间来回碰撞，从而使齿长期受弯曲应力作用，紧急制动时情况更为严重。
本文针对现有风力发电机制动系统存在的上述间题，提出了在高、低速轴各装一套制动系统，通过两套系统在不同情况下的开闭状态，并对低速轴的转速、角加速度进行反馈，通过改变制动缸的油压力大小来调整制动力距（柔性制动），使风力发电机近似保持匀减速制动，大大减少齿轮箱的冲击载荷，提高齿
轮箱寿命，增加制动安全性能。 1
新型液压制动系统设计 1.1新型液压制动原理
新型液压制动控制系统原理如图1所示。
风力发电机高、低速轴各装有制动闸3、制动闸2。系统得到制动命令后，PLC控制器发出信号开启电磁阀6、电磁阀7，对风力发电机进行制动，并检测风速大小和低速轴的角速度、角加速度，输出信号调定比例溢流阀12的压力从而控制高速轴制动系统制动力矩，达到近似匀减速制动，大大减小齿轮箱冲击，提高寿命。
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