[发明专利]一种风力发电机组变桨滑环的选型方法及装置

权利要求书

1.一种风力发电机组变桨滑环的选型方法，其特征在于，步骤如下：

建立风机仿真模型，并按照风机设定运行工况进行仿真，获取风机变桨系统的时序载荷，所述风机变桨系统的时序载荷包括叶根力矩、倾覆力矩、轴向力、径向合力以及变桨过程中加速度；

根据风机变桨系统的时序载荷计算变桨电机的额定驱动扭矩和峰值驱动扭矩；

根据变桨电机的额定驱动扭矩和峰值驱动扭矩以及变桨电机的等效转速分别计算所有变桨电机所消耗的等效额定功率和等效峰值功率；

根据所有变桨电机所消耗的等效额定功率和等效峰值功率，计算变桨滑环侧等效额定电流和峰值电流；并根据变桨滑环侧等效额定电流和峰值电流，选定变桨滑环。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组变桨滑环的选型方法，其特征在于，根据风机变桨系统的时序载荷计算变桨电机的额定驱动扭矩和峰值驱动扭矩的过程为：根据风机变桨系统的倾覆力矩、轴向力和径向合力，计算变桨轴承摩擦力矩；根据变桨轴承摩擦力矩、叶根力矩以及变桨过程中加速度，计算变桨电机的驱动扭矩；根据变桨电机的驱动扭矩计算变桨电机的额定驱动扭矩和峰值驱动扭矩。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组变桨滑环的选型方法，其特征在于，根据风机变桨系统设计的最大变桨速率和变桨系统减速箱传动比，计算变桨电机的等效转速。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组变桨滑环的选型方法，其特征在于，变桨电机的等效转速的计算公式为：

其中，ω_motor为变桨电机的等效转速，β′为风机变桨系统设计的最大变桨速率，i_gbx为变桨系统减速箱传动比。

5.根据权利要求1或2所述的风力发电机组变桨滑环的选型方法，其特征在于，所有变桨电机所消耗的等效额定功率和等效峰值功率的计算公式为：

其中，P_3rate、P_3peak分别为所有变桨电机所消耗的等效额定功率和等效峰值功率，M_{act_rate}、M_{act_max}分别为变桨电机的额定驱动扭矩和峰值驱动扭矩，ω_motor为变桨电机的等效转速。

6.根据权利要求1或2所述的风力发电机组变桨滑环的选型方法，其特征在于，变桨滑环侧等效额定电流和峰值电流的计算公式为：

其中，I_rate、I_peak分别为变桨滑环侧等效额定电流和峰值电流，P_3rate、P_3peak分别为所有变桨电机所消耗的等效额定功率和等效峰值功率，P_loss为变桨传动系统中的损耗，U为滑环侧额定电压，为变桨系统的总的功率因数。

7.根据权利要求2所述的风力发电机组变桨滑环的选型方法，其特征在于，变桨轴承摩擦力矩的计算公式为：

其中，M_fric为变桨轴承摩擦力矩，μ为变桨轴承摩擦系数，M_xy为倾覆力矩，F_Z为轴向力，D_L为轴承座圈直径，F_xy为径向合力，M_pre为轴承滚道预紧力矩。