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基于“应变-载荷”模型的大型风电机组叶片载荷识别研究

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太阳能学报 2019年第5期40卷 1423-1432页

作者：王超戴巨川杨鑫文泽军湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 湖南省机械设备健康维护重点实验室湘潭411201

为了解决风电机组运行过程中叶片载荷在线识别的难题,提出一种基于叶根应变测量的风电机组叶片载荷识别方法。开展叶片属性参数对应变单因素影响分析,基于此设计多因素联合影响正交试验,并利用回归分析来获取叶片属性参数与应变之间的... 详细信息

为了解决风电机组运行过程中叶片载荷在线识别的难题,提出一种基于叶根应变测量的风电机组叶片载荷识别方法。开展叶片属性参数对应变单因素影响分析,基于此设计多因素联合影响正交试验,并利用回归分析来获取叶片属性参数与应变之间的关系模型。在回归分析过程中采用"显著性"判定进一步得到回归修正方程。充分考虑多重载荷的影响建立叶根应变与叶片载荷之间的关系模型。以某43 m长风电叶片为例构建出风电机组三维实体模型,利用CFD和ANASYS数值仿真软件对叶片上分布载荷和叶根应变进行分析。然后,将模型计算结果与有限元仿真结果进行对比分析,佐证所提出"应变-载荷"模型的可行性。

关键词：风电机组应变测量回归分析载荷识别属性参数

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变桨距风力发电机额定风速的确定方法

太阳能学报 2011年第3期32卷 307-310页

作者：胡燕平甄海华戴巨川湖南科技大学机电工程学院湘潭411201

根据风速的Weibull分布特性和变桨距风力发电机的发电特性,构建不同额定风速下风力发电机年发电量计算方法。应用美国可再生能源实验室(NREL)对风力发电成本的研究成果,建立了变桨距风力发电机发电的度电成本数学模型,提出了以度电成本... 详细信息

根据风速的Weibull分布特性和变桨距风力发电机的发电特性,构建不同额定风速下风力发电机年发电量计算方法。应用美国可再生能源实验室(NREL)对风力发电成本的研究成果,建立了变桨距风力发电机发电的度电成本数学模型,提出了以度电成本最低为目标的额定风速确定方法,为变桨距风力发电机的额定风速最优选择提供了计算依据。

关键词：变桨距风力发电机额定风速度电成本

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大型风力机叶片研究现状与发展趋势

机械工程学报 2013年第20期49卷 140-151页

作者：胡燕平戴巨川刘德顺湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室湘潭411201

叶片是风力机最为关键的部件之一,叶片、轮毂组成的风轮是能量捕获机构,将风能转变为机械能,与此同时,叶片又是风力机力源,主要承载部件,对整个风力机安全运行起着关键作用。在对大型风力机及其叶片产业发展现状分析基础上,从气动外形... 详细信息

叶片是风力机最为关键的部件之一,叶片、轮毂组成的风轮是能量捕获机构,将风能转变为机械能,与此同时,叶片又是风力机力源,主要承载部件,对整个风力机安全运行起着关键作用。在对大型风力机及其叶片产业发展现状分析基础上,从气动外形与结构设计现状、运行监测与控制技术现状、发展趋势与有待研究的问题等几个角度进行较为全面的梳理总结,从而从总体上把握现代大型风力机叶片研究现状及发展趋势。指出今后将在针对抗台风叶片、低风速叶片、仿生叶片和低噪音叶片等的个性化设计,具有外部载荷环境和自身结构状态变化感知功能的智能风力机叶片设计等方面进一步发展;已经形成的风力机叶片设计、制造及运行监控理论等还要随着大批量风力机全生命周期服役实践,进一步完善和发展。

关键词：风力机叶片设计能量捕获运行监控全生命周期

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直接转矩控制中一种新的速度估计方法

中国电机工程学报 2006年第24期26卷 169-173页

作者：戴巨川费凌黎亚元文丽湖南科技大学机电学院湖南省湘潭市411201 西华大学数控研究所四川省成都市610039

在感应电机直接转矩控制(DTC)中,定子磁链已实现了闭环控制,其幅值在一个给定的滞环内波动,与实际值只相差一个微小量,因而可以用指令磁链代替实际磁链。在此基础上,将坐标系建立在旋转的定子电流矢量上并同步旋转。在定子磁链分量求解... 详细信息

在感应电机直接转矩控制(DTC)中,定子磁链已实现了闭环控制,其幅值在一个给定的滞环内波动,与实际值只相差一个微小量,因而可以用指令磁链代替实际磁链。在此基础上,将坐标系建立在旋转的定子电流矢量上并同步旋转。在定子磁链分量求解过程中未使用含定子电阻的积分器,从而避免了积分误差对精度的影响,并且在该坐标系下得出的速度估计算法计算量较小、精度较高,便于DSP实时控制。给出了一个4kW感应电机无速度传感器DTC调速试验结果,证明了理论分析是正确的和实用的。

关键词：直接转矩控制速度估计定子磁链定予电流定向感应电机

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磁通观测改进的无速度传感器DTC系统

电机与控制学报 2007年第6期11卷 615-619页

作者：文丽戴巨川黄良沛湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201

针对定子电阻摄动与积分漂移对直接转矩控制(DTC)性能的影响,在分析直接转矩控制特点的基础上,推导了以电机有功功率为基础的定子电阻辨识算法与以反电动势为基础的定子磁链辨识算法,并将坐标系定向于定子电流矢量上推导出转速估计算法... 详细信息

针对定子电阻摄动与积分漂移对直接转矩控制(DTC)性能的影响,在分析直接转矩控制特点的基础上,推导了以电机有功功率为基础的定子电阻辨识算法与以反电动势为基础的定子磁链辨识算法,并将坐标系定向于定子电流矢量上推导出转速估计算法。以此建立的直接转矩控制系统,定子电阻辨识算法不依赖电机其他易变参数,转速估计中未使用转子电阻或转子时间常数;通过4kW感应电机无速度传感器DTC系统仿真试验表明,积分漂移得到有效抑制,估计速度与实际速度良好吻合,系统具有较好调速性能。

关键词：电阻辨识磁链辨识速度估计直接转矩控制

串联囊式压力脉动衰减器气压主动控制方法研究

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振动与冲击 2024年第19期43卷 266-275页

作者：习毅戴巨川刘文王菊维潘玉明湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 浙江万里学院信息与智能工程学院浙江宁波315100 宁波双林汽车部件股份有限公司浙江宁波315100

针对现有串联囊式衰减器(囊式衰减器)压力适应范围窄的问题,提出了通过气压控制系统实现囊式衰减器气囊内部气压主动跟随液压系统工作压力变化的方法,使囊式衰减器在不同工作压力时均具有良好压力脉动抑制性能。在建立气动伺服控制系统... 详细信息

针对现有串联囊式衰减器(囊式衰减器)压力适应范围窄的问题,提出了通过气压控制系统实现囊式衰减器气囊内部气压主动跟随液压系统工作压力变化的方法,使囊式衰减器在不同工作压力时均具有良好压力脉动抑制性能。在建立气动伺服控制系统数学模型的基础上,分别采用比例积分微分(proportional integral derivative,PID)及模糊PID控制方法实现了囊式衰减器气囊内部气压主动跟随系统工作压力的变化,分析了系统工作压力的变化频率、振幅、气瓶充气压力等因素对气囊内压力控制性能的影响,在理论上证明了所提出方法的可行性;分别通过声学仿真软件和试验研究了采用与不采用气压主动控制时囊式衰减器对压力脉动的抑制性能,研究结果均表明采用气压主动控制方法时囊式衰减器对液压管道系统压力脉动的衰减幅值更大、压力适应范围更广,进而验证了所提出气压主动控制方法的有效性与可行性。

关键词：囊式衰减器充放气模型主动控制

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基于摄动模态分析的风电叶片动力学特性研究

太阳能学报 2023年第11期44卷 231-238页

作者：杨景云王文韫戴巨川湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201 湖南科技大学机电工程学院湘潭411201

针对大尺寸叶片运行状态下受旋转软化效应和动力刚化效应耦合作用从而导致其模态特性改变的现象,提出一种基于摄动模态分析的旋转叶片振动分析方法。建立0.89 m和61.5 m两种型号的叶片模型,通过数值模拟分析叶片在0~50 r/min转速范围内... 详细信息

针对大尺寸叶片运行状态下受旋转软化效应和动力刚化效应耦合作用从而导致其模态特性改变的现象,提出一种基于摄动模态分析的旋转叶片振动分析方法。建立0.89 m和61.5 m两种型号的叶片模型,通过数值模拟分析叶片在0~50 r/min转速范围内这两种效应对叶片频率的影响。基于计算的频率差值Δf的变化规律,研究叶片3种主要振型与这两种效应之间的关联关系。最后,为验证数值模拟的准确性,通过锤击法进行实验模态分析并与数值模拟结果进行比较。实验结果表明,其一、二阶模态频率误差均在1%以内,计算结果较为准确。

关键词：有限元法风力机叶片模态分析旋转软化效应动力刚化效应

MW级变桨距风电机组叶片转矩计算与特性分析

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太阳能学报 2010年第8期31卷 1030-1036页

作者：戴巨川胡燕平刘德顺龙辛中南大学机电工程学院长沙410083 湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 湘电风能有限公司湘潭411000

以叶素-动量理论及其修正方法为理论基础,以某MW级水平轴式风电机组为研究对象,建立MW级风电机组叶片转矩特性数学模型,对计算算法进行了分析与讨论。获得了来流风速切变条件下,诱导因子变化规律以及叶片载荷、叶轮转矩、机械功率、风... 详细信息

以叶素-动量理论及其修正方法为理论基础,以某MW级水平轴式风电机组为研究对象,建立MW级风电机组叶片转矩特性数学模型,对计算算法进行了分析与讨论。获得了来流风速切变条件下,诱导因子变化规律以及叶片载荷、叶轮转矩、机械功率、风能利用系数等计算结果,与风电机组实际状况基本吻合。计算结果表明,单个叶片承受周期性交变载荷,而风轮合转矩波动量较小,在满足风电机组功率稳定输出性能指标的同时,期望改善叶片载荷状况,延长其寿命,应采用独立变桨技术。

关键词：风电机组叶素-动量理论变载荷转矩

基于SCADA系统的大型直驱式风电机组机舱振动分析

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太阳能学报 2015年第12期36卷 2895-2905页

作者：戴巨川袁贤松刘德顺龙辛刘旋湖南科技大学机电工程学院湘潭411201 湘电风能有限公司湘潭411000

选取某2 MW直驱式风电机组对其机舱振动进行分析。基于风电场数据采集与监视控制系统(SCADA)提取机舱振动数据及其他运行状态参数,利用有限元仿真方法获得塔架模态频率及其相应振型。分析风速、风轮转速、变桨距和偏航动作等对振动的影... 详细信息

选取某2 MW直驱式风电机组对其机舱振动进行分析。基于风电场数据采集与监视控制系统(SCADA)提取机舱振动数据及其他运行状态参数,利用有限元仿真方法获得塔架模态频率及其相应振型。分析风速、风轮转速、变桨距和偏航动作等对振动的影响,进行基于离差平方和法(Ward)的振动聚类分析。结果表明:风轮转速由当前风速及前一段时间风速均值决定,与某一风速对应的转速在一定范围内取值;风电机组振动极大值出现在风轮运行频率与塔架固有频率接近时;对状态参数归类后,振动具有各类特征。

关键词：风电机组 SCADA系统机舱振动聚类分析