风力发电机电磁涡流刹车智能控制系统的研究
杨逢瑜;王耀;吴亚瑾;陈艳丽;吴军;杨云
【摘 要】针对现代风力发电机刹车系统存在的高压油泄漏、齿轮箱冲击严重、刹车片磨损等问题,提出了用电磁涡流刹车作为风力发电装置辅助刹车的混合式刹车系统,并结合模糊神经网络滑模控制来控制新型系统.试验及仿真结果表明,新型刹车系统具有良好的刹车性能,并且能很好地解决上述问题. 【期刊名称】《液压与气动》 【年(卷),期】2008(000)007 【总页数】4页(P41-44)
【关键词】风力发电机;电磁涡流;模糊神经网络滑模控制 【作 者】杨逢瑜;王耀;吴亚瑾;陈艳丽;吴军;杨云
【作者单位】兰州理工大学,流体动力与控制学院磁性物理与磁技术研究所,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,流体动力与控制学院磁性物理与磁技术研究所,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,流体动力与控制学院磁性物理与磁技术研究所,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,流体动力与控制学院磁性物理与磁技术研究所,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,流体动力与控制学院磁性物理与磁技术研究所,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,流体动力与控制学院磁性物理与磁技术研究所,甘肃,兰州,730050 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
2008 年第 7 期 液 压 与 气 动风 力 发 电机 电磁 涡 流 刹 车 智 能控 制 系统 的研 究杨逢瑜 ，王耀，吴亚瑾 ，陈艳丽 ，吴 军 ，杨 云 Research of IntelligentControlSystemof EddyCurrentBrakefor Aero-generator
YANGFeng-yu,WANG Yao,WUYa-jin,CHEN Yan-li, WUJun,YANGYun (兰州理工大学 流体动力与控制学院磁性物理与磁技术研究所 ，甘肃 兰州 730050)摘要：针对现代风力发 电机刹车 系统存在的 高压油 泄漏 、 齿轮箱冲击严重 、 刹车片磨损等问题 ，提 出了用电磁涡流刹车作为风力发电装置辅助刹车的混合式刹车系统 ， 并结合模糊神经 网络滑模控制来控制新型 系统。试验及仿真结 果表明 ，新型 刹车系统具有 良 好的刹车性能 ，并且能很好地解决上述 问题。关键词：风力发电机；电磁涡流； 模糊神经 网络滑模控制中图分类号：TM571文献标识码：B文章编号：1000A858(2008)07-0041-04 1 引言 能源 、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。 风力发 电清洁无污染 ，施工周期短 ，投资灵 活 ， 占地少 ，具有较好的经济效益和社会效益。 国内对 风电技术 的研究十分薄弱 ，风力机的大型化 、变桨距 控制 、先进刹车系统等先进风电技术还远未解决 ，致 使我国大型风力机几乎全部为进 口产品… 。因此 ，对风力发电技术和装备的研究开发 日益成为科技领域和企业界关注的热点课题项 目之一。风力发 电机一般是分散分布的 ，要求在控制上达 到无人值守及远程监控。 刹车系统是风力发电机中的 一个很重要的系统。 其逻辑上其重要性应该高于其他 系统[2 】，这就要求刹车系统具有很高的安全性和可靠 性 ， 近年来也引起 国 内外专家的高度重视 ，但相关成 果却很有限。本文针对现代风力发电机刹 车系统所存在 的高 压油泄漏 、齿轮箱冲击严重 、刹车片磨损快等问题 ，提 出了一种混合式的刹车系统 ， 即把电磁涡流刹车作为 传统的液压驱动式机械刹车的辅助刹车 ，并结合模糊 神经网络滑模控制器来控制该新型系统。 2电磁涡流刹车作为风力机辅助刹车的设计 电磁涡流刹车作为一种非接触可调 的 、非摩擦式 的辅助刹车 ，刹车力矩大小与刹车转速
近似成正 比例 关系 ，在紧急刹车情况下这种刹车系统能提供较好的 响应速度 ； 特别是高速下传统的液压驱动机械式刹车 存在高压油泄漏 、 齿轮箱 冲击严重 问题 ，此时利用 电 磁涡流刹车就可以避免这种环境污染和机械故障； 尤其是电磁的利用使刹车片在高速时不再接触 ，从而也 就不存在磨损快的问题 ，具体解决方案如下 。2.1新型刹车原理电磁涡流刹车作为风力机辅助刹车的结构图如图 1 所示。 此控制系统由液压驱动机械式刹车和电磁涡流刹车组成。 此系统得到刹车命令通过速度传感器 对转盘检测 、分析后决定该用哪个刹车。 速度高于某 一设定值时采用电磁涡流刹车， 此时的电磁涡流刹车 的性能最好 ，不需要消耗液压油 ，也就解决了高速时 高压油泄漏问题。 速度传感器实时检测速度值小于某 一值时则采用机械式刹车 ， 并通过控制使其合理调 配 ，使两端齿轮所受的冲击及所需的扭矩最小。图 1 电磁涡流刹车作为风力机辅助刹车的原理 2.2刹车闸不 同安装位置刹车受力分析 比较1) 机械刹车安装在低速轴(如图 2a)(1)
TA2TML+TEN+(JA+NJG)co 十 TF收稿 日期 ：2008-03-10作者简介 ：杨逢瑜（ 1948-） ，男 ，甘肃积石 山县人 ，教授 ，学 士 ，主要从事液压与磁技术方面的科研和教学工作。2008年第 7 期液 压 与 气 动 of
IntelligentControlSystemof EddyCurrentBrakefor Aero-generator YANG Feng-yu, WANG Yao, WU Ya-jin, CHEN Jun, Yun 1引言能源 、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。 风力发 电清洁无污染 ，施工周期短 ，投资灵活 ， 占地少 ，具有较好的经济效益和社会效益。 国内对风电技术 的研究十分薄弱 ，风力机的大型化 、变桨距控制 、先进刹车系统等先进风电技术还远未解决 ，致使我国大型风力机几乎全部为进 口产品…风力发 电机一般是分散分布的 ，要求在控制上达到无人值守及远程监控。 刹车系统是风力发电机中的一个很重要的系统。 其逻辑上其重要性应该高于其他系统[2 】这就要求刹车系统具有很高的安全性和可靠性 ， 近年来也引起 国 内外专家的高度重视 ，但相关成果却很有限。
风力发电机电磁涡流刹车智能控制系统的研究
