[發(fā)明專利]一種大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)用超級(jí)電容的計(jì)算方法及選型方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010095035.3 | 申請(qǐng)日： | 2020-02-13 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111241708B | 公開（公告）日： | 2023-06-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 耿麗紅;王朝東;劉兵強(qiáng);謝金娟;武愈振;楊海鋒;王建偉;石磊 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 許昌許繼風(fēng)電科技有限公司;許繼集團(tuán)有限公司 |
| 主分類號(hào)： | G06F30/20 | 分類號(hào)： | G06F30/20;G06Q50/06;F03D9/25 |
| 代理公司： | 北京中創(chuàng)云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11837 | 代理人： | 徐輝 |
| 地址： | 461000 河南省*** | 國(guó)省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 大型 風(fēng)機(jī) 系統(tǒng) 超級(jí) 電容 計(jì)算方法 選型 方法 | ||
1.一種大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)用超級(jí)電容的計(jì)算方法，其特征在于，包含以下步驟：
(1)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)參數(shù)，建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真模型，求解出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)各時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的載荷，包括：葉根力矩Mz、傾覆力矩Mxy、軸向力Fz、徑向合力Fxy、變槳過(guò)程中的變槳軸承加速度αacc、風(fēng)機(jī)功率Pr和變槳實(shí)際速率β′；
(2)根據(jù)變槳軸承所承受的外載、傾覆力矩Mxy、軸向力Fz、徑向合力Fxy，計(jì)算變槳軸承摩擦力矩Mfric；
(3)根據(jù)變槳過(guò)程中的受力傳遞關(guān)系，計(jì)算變槳軸承的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mact；
(4)根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、功率、能量之間的關(guān)系，計(jì)算驅(qū)動(dòng)變槳軸承所需的能量Ebackup，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到驅(qū)動(dòng)變槳軸承所需最大能量Ebackup_max；
(5)根據(jù)超級(jí)電容能量計(jì)算方法，考慮損耗、超級(jí)電容衰減后，計(jì)算得到超級(jí)電容的等效電容值C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)用超級(jí)電容的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟(2)中變槳軸承摩擦力Mfric的計(jì)算公式為：
其中，μ為摩擦系數(shù)，Mxy為傾覆力矩，F(xiàn)Z為軸向力，DL為軸承座圈直徑，F(xiàn)xy為徑向力，Mpre為軸承滾道預(yù)緊力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)用超級(jí)電容的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟(3)中變槳軸承驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mact的計(jì)算公式為：
Mact＝(ABS(Mz)+Mfric_max+Macc)·T1
Mfric_max＝Kmax·Mfric
Macc＝J·αacc
其中，ABS()為取絕對(duì)值函數(shù)；Mfric_max為變槳軸承最大摩擦轉(zhuǎn)矩；Kmax為摩擦力系數(shù)，取值范圍為1～1.25；J為變槳軸承等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；αacc為變槳軸承加速度；
T1為判斷條件，當(dāng)風(fēng)機(jī)功率Pr＝0且變槳實(shí)際速率β′≥0時(shí)，T1＝1；否則，T1＝0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)用超級(jí)電容的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟(4)中驅(qū)動(dòng)變槳軸承所需的功率Pbackup、所需能量Ebackup的計(jì)算公式分別為：
Pbackup＝Mact·β
Ebackup＝∫Pbackupdt
Ebackup_max＝max(Ebackup)?。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)用超級(jí)電容的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟(5)超級(jí)電容能量Q計(jì)算公式為：
式中，U1為超級(jí)電容等效額定電壓；U2為變槳驅(qū)動(dòng)器最低工作截至電壓；η為考慮損耗、衰減后的系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)用超級(jí)電容的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟(5)中超級(jí)電容能量Q大于等于Ebackup_max，即Q≥Ebackup_max。
7.一種大型風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)用超級(jí)電容的選型方法，其特征在于，包括如下步驟：
根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的計(jì)算方法計(jì)算得到串并聯(lián)后的超級(jí)電容模組的等效電容值C；
根據(jù)計(jì)算的超級(jí)電容的等效電容值C對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行單體選型。
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