[發明專利]一種周期性激勵引起的傳動鏈扭振控制方法及系統

有效

• 申請號: 201710589318.1
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107401482B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 劉皓明;王耀;李琰;張占奎;趙敏;田煒;任秋業;許波峰;袁曉玲;遲永寧;劉超
• 申請（專利權）人: 河海大學;中國電力科學研究院
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種周期性激勵引起的傳動鏈扭振控制方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟A，測量風機風輪轉速，基于所測轉速和轉速設定值計算出統一槳距角給定值β_ref；

步驟B，將統一槳距角給定值分配給每個槳葉，得到每個槳葉獨立變化的槳距角給定值β_iref＝K_iβ_ref，權系數K_i由下表達式計算：其中，i＝1、2、3；n為指數系數，k_i為參數；

步驟C，測量風機的傳動鏈輸入轉矩，分析得到風輪旋轉頻率的倍頻量，基于3倍倍頻量和6倍倍頻量計算得到每個槳距角微調量Δβ_i；

步驟D：根據每個槳葉槳距角給定值和槳距角微調量得到槳葉的期望槳距角，根據此期望槳距角控制每個槳葉；

每個槳距角微調量的計算過程為：

步驟C1：通過轉矩測量測得風機的傳動鏈輸入轉矩；

步驟C2：對傳動鏈輸入轉矩進行FFT分析，得到與風輪轉速相關的3、6、9倍倍頻量；

步驟C3：給3、6倍頻量設一死區，當3倍頻量超出死區范圍時，令K′_i＝k_sK_i，則由3倍頻量幅值超出而增加的槳距角微調量為Δβ′_i＝K′_iβ_ref；當6倍頻量超出死區范圍時，K″_i＝k_tK_i，則由6倍頻量幅值超出而增加的槳距角微調量為Δβ″_i＝K″_iβ_ref；k_s和k_t是參數；

步驟C4：槳距角微調量為Δβ_i＝Δβ′_i+Δβ″_i。

2.根據權利要求1所述的一種周期性激勵引起的傳動鏈扭振控制方法，其特征是，k_i參數可由以下方法計算得到，

當槳葉方位角θ_i在旋轉平面上半部分時：當槳葉方位角θ_i在旋轉平面下半部分時：

式中，記θ為第一個槳葉的實測方位角，θ₁＝θ，θ₂＝θ+120°，θ₃＝θ+240°；r為葉素距葉根的距離；h為輪轂中心距地面高度；m＝1+α(α-1)R²/8h²，其中R為風輪半徑；α為風切變系數；a為塔筒半徑；x為風輪旋轉平面距塔架軸線的距離。

3.根據權利要求1所述的一種周期性激勵引起的傳動鏈扭振控制方法，其特征是，在步驟C3中，當3、6倍頻量的幅值在死區范圍內，則結束此過程，相應的槳距角微調量為0。