[发明专利]风力发电机组变桨电机的扭矩确定方法、选型方法及装置

摘要

本发明涉及风力发电机组变桨电机的扭矩确定方法、选型方法及装置，属于风力发电技术领域。通过建立风机仿真模型，进行风力发电机组工况设置，计算叶片根部力矩、倾覆力矩、轴向力、径向合力、功率、转速和变桨轴承加速度；搭建数学模型，确定变桨轴承的摩擦力，然后求解变桨轴承驱动扭矩及制动扭矩；根据变桨电机额定驱动扭矩、最大驱动力矩及刹车力矩最终选定变桨电机。装置包括变桨电机扭矩计算模块、变桨电机最大扭矩及额定转矩计算模块和变桨电机选型模块。本发明具有原理简单、易操作、精度高的优点，在保证大型风电机组变桨系统正常运行的前提下合理选择变桨电机，有利于降低变桨系统故障概率及大型发电机组制造成本，提高市场竞争力。

主权项

1.一种风力发电机组变桨电机的扭矩确定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)根据风力发电机组叶片、传动链、发电机及塔筒部件参数，建立仿真模型；2)按照风机设计认证规范进行风力发电机组工况设置并提交计算，求解出风力发电机组变桨轴承各个时间点对应的叶片根部力矩M_z、倾覆力矩M_xy、轴向力F_z、径向合力F_xy、功率P、转速ω_P和变桨轴承加速度α_P；3)根据各个时间点对应的倾覆力矩M_xy、轴向力F_z、径向合力F_xy、功率P和转速ω_P，计算各个时间点对应的变桨轴承摩擦力M_fic；4)根据计算得到的变桨轴承摩擦力M_fic、叶片根部力矩M_z、功率P、转速ω_P和变桨轴承加速度α_P，求解变桨轴承的驱动扭矩M_dt和制动扭矩M_bt；步骤3)中变桨轴承摩擦力M_fic的计算公式为：其中，Dx轴承滚道直径，μ为摩擦系数，M_pre为轴承滚道预紧力，T₁为判断条件；当ω_P≥0时，T₁＝1，否则，T₁＝‑1；步骤4)中变桨轴承的驱动扭矩M_dt和制动扭矩M_bt的计算公式分别为：M_dt＝(M_z+M_{fic_max}+M_acc)*T₂；M_bt＝(M_z‑M_{fic_min})*T₃其中，M_{fic_max}为最大轴承摩擦力，M_acc为轴承惯性力矩，M_{fic_min}为最小轴承摩擦力，T₂、T₃为判断条件；为变桨轴承自身惯性及变桨电机转换至变桨轴承端总的转动惯量。