[发明专利]一种大型风电机组单边磁拉力抑制方法及系统

说明书

本发明公开了一种大型风电机组单边磁拉力抑制方法及系统，单边磁拉力抑制方法的实施步骤包括：获取大型风电机组的发电机的单边磁拉力；将单边磁拉力作为外环的反馈控制量、发电机的轴承内外圈温度差值作为内环的反馈控制量，采用双闭环控制策略调节发电机的轴承内外圈温度差值使得发电机的轴承内圈向外膨胀，使得定转子气隙达到均匀以克服发电机的单边磁拉力；单边磁拉力抑制系统包括前述方法的步骤对应的程序单元构成的系统。本发明能够使风机在工作时轴承径向游隙始终保持负游隙状态，提供预紧力来抵消不均匀的径向磁拉力，有效克服电机不均衡磁拉力引起的振动，延长了机组的使用寿命，且大大提高了调节发电机主轴承的游隙的控制精确度。

技术领域

本发明涉及风电工程，具体涉及一种大型风电机组单边磁拉力抑制方法及系统。

背景技术

随着风机功率的不断增大，轴承尺寸也随之增大，加上风机运行的恶劣环境，在常年累月下轴承会不断地磨损，转轴可能弯曲，轴承内外圈受热膨胀不一样，造成定转子不对中，带来气隙分布不均匀，这种情况称为电机偏心，会增加电机振动噪声，还会带来不均匀的磁拉力，造成单边偏大的严重后果，把转子拉下一侧，使得轴承单边受力严重，加速轴承的损坏，更可能使得定转子相互摩擦，风机不能运行，直至风机烧毁。

现有的安装技术轴承径向游隙通常是正游隙，无法提供预紧力来抵消不均匀的径向磁拉力,这样,往往会使得风机在工作时产生振动,影响风机的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种大型风电机组单边磁拉力抑制方法及系统，本发明能够使风机在工作时轴承径向游隙始终保持负游隙状态，提供预紧力来抵消不均匀的径向磁拉力，有效克服电机不均衡磁拉力引起的振动，延长了机组的使用寿命，且大大提高了调节发电机主轴承的游隙的控制精确度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种大型风电机组单边磁拉力抑制方法，实施步骤包括：

1)获取大型风电机组的发电机的单边磁拉力；

2)将单边磁拉力作为外环的反馈控制量、发电机的轴承内外圈温度差值作为内环的反馈控制量，采用双闭环控制策略调节发电机的轴承内外圈温度差值使得发电机的轴承内圈向外膨胀，使得定转子气隙达到均匀以克服发电机的单边磁拉力。

优选地，步骤2)的详细步骤包括：

2.1)将单边磁拉力和给定的单边磁拉力参考值做差后通过PI调节后的输出量作为气隙偏心量的参考值l*；

2.2)将实际偏心量l、气隙偏心量的参考值l*作差值得到偏心差值△l；

2.3)将偏心差值△l经PI调节后得到发电机的轴承内外圈温度差值参考值△t*；

2.4)根据发电机的轴承内圈温度传感器检测到的内圈温度t₁、轴承内外圈温度传感器检测到的外圈温度t₂做差得到轴承内外圈温度差值△t；

2.5)将发电机的轴承内外圈温度差值参考值△t*、轴承内外圈温度差值△t做差的结果作为控制量，将通过发电机的温差控制器根据输入的控制量调节发电机的轴承内外圈温度差值△t使得发电机的轴承内圈向外膨胀，使得定转子气息达到均匀以克服发电机的单边磁拉力。

优选地，步骤1)获取大型风电机组的发电机的单边磁拉力的函数表达式如式(1)所示；

式(1)中，F为大型风电机组的发电机的单边磁拉力，β为经验系数，D为转子直径，l_ef为铁心长度，δ为单边平均气隙，B_δ为气隙磁密，μ₀为空气磁导率，e₀为偏心量。