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风力发电变桨距传动及控制系统的虚拟设计

黄朝阳  
【摘要】:本文针对风力发电变桨距传动及控制系统进行了研究。变桨距是通过改变风力机 叶片桨距角来改变风力机的转速,从而调整发电机输出功率。相对于定桨距风力发电 机来说,具有较高的风能利用系数、稳定的输出功率、安全可靠等优点。 本文利用空气动力学和叶片叶素理论阐述了桨距角调节原理,对传动装置进行了 详细的空间机构分析和结构设计,应用MATLAB建立了机构的数学模型,并进行动 态仿真,直观的显示了运动分析的结果。 采用虚拟样机和计算机仿真技术,快速准确地对变桨距机构进行优化设计。使用 PRO/E软件完成机构零部件的三维建模,并结合ADAMS软件对机构进行运动仿真和 运动学分析,可视化处理,从而验证、修改和完成整个机构设计过程。 根据变桨距闭环自动控制的特点,对变桨距系统微机控制部分进行了研究。提出 了总体控制系统方案、进行了控制软硬件的设计,选择了控制算法,建立了系统的PID 数字控制数学模型并仿真。实现了通过控制系统调整桨距角,从而调节发电机转速和 输出功率的目标。


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