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文:贾新民、何利志 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司
0、前言
风力发电机在风场运行过程中,经常因发电机轴承温度超温而导致控制系统故障。当该故障发生时,风力发电机往往采取降功率运行或者停机等待等措施进行处置。这不仅降低了风机风能利用率降低,造成能量方面的浪费,同时也减少了风机的发电量,导致经济效益下降。为了减少或消除该故障现象的发生,就必须从原理上对引起发电机轴承温升的原因进行分析,从而才能得出有效的控制方法。
理论分析
2MW 双馈发电机结构示意图
从2MW 双馈发电机的安装结构看出,发电机轴承安装在发电机内部。通常机舱内部温度较低,因此轴承热量来源主要包括轴承运转过程中自身产生的热量和轴承外部热源传导所得到的热量。
1. 轴承运转过程自身产生的热量
1.1 轴承自身产生的热量
轴承自身产生的热量是由轴承高速旋转,内外圈之间相互运动造成的摩擦而产生的热量。根据能量守恒定律,产生热量的大小于摩擦力造成能量损失相等。因此对摩擦力做功进行分析可以得出轴承摩擦产生的热量。摩擦力做功公式如下:
P热=Q热/t= fs/t=μNs/t=μNv
f—摩擦力
N—轴承受到压力
s—相对移动距离
μ—内外圈于滚珠和滚柱间的摩擦系数
t—运行时间
v—轴承内外圈的相对转速(转子转速)
1.2 摩擦系数μ
摩擦系数μ 的大小主要有作相对运行物体接触面表面的粗糙度决定,当轴承加工完成后,接触面表面的粗糙度大小就已经决定。为了减小接触面的 粗糙度,通常在轴承运行过程中添加润滑脂,通过润滑脂改善接触面的粗糙度,从而减小摩擦系数。
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一、直驱永磁风力发电机组有功控制策略1、直驱永磁风力发电机组的变桨系统原产于德国vensys,该系统的作用是:额定风速以下通过控制发电机的转速使其跟踪风速,这样可以跟踪最优Cp;额定风速以上通过扭矩控制器及变桨控制器共同作用,使得功率、扭矩相对平稳;功率曲线较好。通俗的说,当风速大于额定风
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