[发明专利]一种变桨电机转矩输出能力评估方法及测试系统

说明书

一种变桨电机转矩输出能力评估方法，包括以下过程：变桨电机在低频低转速下进行空载试验，根据所述的信息处理器采集到的电机端电压和定子电流，绘制变桨电机空载试验的端电压曲线，根据变桨驱动电机的等效电路及方程和变桨电机的等效参数绘制变桨电机空载试验的电动势曲线；根据电动势曲线和端电压曲线的趋近程度评估电机的转矩输出能力，即电动势曲线和端电压曲线之间的压差作为趋近程度的指标，指标越小表明转矩输出能力越好。以及一种实现变桨电机转矩输出能力评估方法的测试系统。本发明能有效评估变桨电机转矩输出能力。

技术领域

本发明涉及风力发电机组变桨系统的技术领域，具体地，涉及一种变桨电机转矩输出能力评估方法及其测试系统。

背景技术

作为新能源的风力发电具有经济、绿色环保、安全等优势越来越受到世界各国的重视。现代风电机组的单机容量越来越大，风轮直径也越来越大。而其中采用电动变桨距控制技术的风电机组因其优越的性能，在大型风电机组中得到广泛应用。

变桨电机作为电动变桨距系统的执行机构，其性能是保障变桨系统的可靠性、稳定性、响应特性及风电机组的开发设计的关键。

在风机实际运行过程中，由于风况的复杂性和多变性，变桨电机需要有过载转矩下频繁启动的能力，变桨电机选型时电机性能评估可保障变桨动作的可靠性、稳定性和响应特性，降低故障和运维成本周期，提高机组的稳定性和寿命。通用电动机性能测定和评估通常是通过在额定参数下测试电机的输出转矩特性，需要连接测功机(扭矩传感器)进行转矩特性测试，由于受电机与测功机安装同轴度、测功机PID控制、绕组过电流发热等因素影响，每次测试出的电机转矩输出特性都会发生一定的变化。

发明内容

为了克服已有风力发电机组变桨系统的无法有效评估转矩输出能力的不足，本发明提供一种有效评估转矩输出能力的变桨电机转矩输出能力评估方法及测试系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变桨电机转矩输出能力评估方法，所述评估方法包括以下过程：

变桨电机在低频低转速下进行空载试验，根据所述的信息处理器采集到的电机端电压和定子电流，绘制变桨电机空载试验的端电压曲线，根据变桨驱动电机的等效电路及方程和变桨电机的等效参数绘制变桨电机空载试验的电动势曲线；

根据电动势曲线和端电压曲线的趋近程度评估电机的转矩输出能力，即电动势曲线和端电压曲线之间的压差作为趋近程度的指标，指标越小表明转矩输出能力越好。

进一步，根据变桨电机的等效电路图，等效方程：

其中，U₁为变桨电机端电压，E₁、E₂分别为定子端电动势和转子端电动势，I₁、I₂、I_m分别为定子电流、转子电流和漏磁电流，R₁、R’₂、Z_m分别为定子电阻、转子电阻和漏磁阻抗，X_1σ、X’_2σ分别为定子电感和转子电感；

根据公式(1)可知，当变桨电机在额定电压和额定频率下运行时，

U₁≈E₁，I₁(R₁+jX_1σ)＜＜U₁

当变桨电机在低频低压低转速下运行时，