半直驱MW级轴向磁通永磁风力发电机电磁设计与分析

在大功率直驱式风力发电机设计中,针对轴向磁通永磁发电机径向尺寸大、后期维护成本高的问题,文章将轴向磁通永磁发电机设计为大功率半直驱式风力发电机。以2 MW半直驱轴向磁通永磁发电机为研究对象,研究其参数设计原则和方法。通过探究不同极对数对发电机输出性能的影响,确定满足设计目标的发电机优选方案。采用3D有限元分析法对发电机空载和额定负载工况下的气隙磁密、电压、电流波形以及输出功率、损耗和效率进行分析,验证发电机电磁设计的正确性,发电机效率可以达到97.79%,具有损耗小、效率高的优点。通过与现有发电机进行对比,文章所提出的半直驱MW级轴向磁通永磁发电机径向尺寸显著减小,且在轴向尺寸和齿槽转矩方面比现有径向磁通结构的大功率半直驱永磁发电机表现更优。

复杂工况条件下刮板输送机永磁半直驱系统机电耦合特性研究

提出一种由永磁同步电机和行星减速器组成的刮板输送机永磁半直驱系统。基于Adams和Matlab/Simulink搭建刮板输送机机械系统多体动力学模型和永磁半直驱控制系统模型,完成机电耦合系统的联合仿真。对刮板输送机空载、轻载和重载等多种工况进行仿真分析,得到各工况下永磁电机的输出特性和刮板输送机的动力学特性。研究结果表明:永磁半直驱系统能够实现低速大扭矩的快速输出,转速输出波动小,转矩输出具有良好的跟随性;永磁半直驱系统具有良好的启动性能和传动平稳性。刮板输送机机头转速、链环速度、链条张力在链轮多边形效应影响下呈周期性波动,受多边形效应影响链环在啮合过程中发生滑移,使得接触力呈波动变化,负载转矩和链条张力的波动随负载增大而加剧,随链轮转速增大而增大。

5MW半直驱永磁风力发电机设计及关键特性研究

目前半直驱机型已成为风力发电机组陆上机型的研发重点,发电机作为重要的传动部件,其性能参数的合理性对传动链总成的影响极大。本文基于5.5 MW半直驱风力发电机,对其从空载特性、负载特性、短路特性等方面进行了仿真计算,对其他关键性参数进行了重点分析。根据齿槽转矩数据进行发电机定转子结构选型;通过对比单相、两相、三相短路故障下最大短路电流值进行退磁仿真;最后本文提出一种仿真方法计算出定子齿部电磁激振力,并通过Romax软件分析其对传动链总成的振动影响,为后续传动链设计及动力学研究提供了一定的理论与实践基础。

半直驱永磁同步电动机在油田生产中的应用

游梁式抽油机,具有结构简单,操作方便,野外应用适应性强等特点,但存在皮带传动效率损失、能耗高、有一定操作安全风险等问题。半直驱永磁同步电动机无传动皮带,将电动机的输出转矩直接传递给抽油机减速箱,高效节能,使用安全,符合油田绿色低碳可持续发展的要求。

5.5 MW半直驱中速永磁风力发电机温度场分析

本文建立了半直驱中速永磁风力发电机的三维流体与传热耦合模型,进行了数值模拟,获得了电机内部温度场,并与试验样机实测数据进行了对比。总结了大功率中速永磁发电机内部传热规律,为发电机冷却结构优化设计提供理论依据。

海上半直驱永磁风力发电机电磁设计与温度场分析

以海上16 MW半直驱永磁风力发电机作为研究对象,基于有限元分析方法针对不等气隙条件下电磁特性、冷却结构设计及温度场仿真展开研究,结果表明优化后的电机能够合理地降低电机损耗,提高电磁性能,水套冷却和空水冷却相结合的冷却方式散热效果良好。通过型式试验,验证了电机设计的合理性。该电机的设计对海上永磁风力发电机大型化的发展发挥了重要作用。

半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀的故障诊断分析

轴承滚道形貌出现“搓衣板”纹路的故障模式是风电机组常见的主要故障之一。针对半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀故障,首先通过在线监测系统采集发电机轴承运行时的振动信号,然后对振动信号故障特征进行提取与诊断分析,研究和复现轴承滚道微电流腐蚀的失效模式和故障发展历程,最后同步验证抑制轴电流的措施的有效性,以此保障风电机组健康可靠地运行。分析表明:该故障风电机组的发电机轴承滚道出现的“搓衣板”纹路并非轴承的主要失效模式,而是轴承滚道发生二次损伤的表现。随着时间推移,轴承滚道出现的损伤(浅坑)纹路逐渐重复叠加并变得更加清晰,说明该发电机的主要失效模式为轴承微电流腐蚀。

永磁半直驱式刮板输送机的建模与仿真

矿用刮板输送机正向永磁驱动方向发展,建立刮板机的系统级机电耦合模型对其发展具有重要意义。本文以双端型永磁半直驱式刮板输送机为例,分别建立永磁电机变频驱动模型、刮板链与链轮运动模型及双端电机的功率平衡模型,并设计刮板机启动方案,然后在Matlab/Simulink中使用电气和机械库搭建仿真模型。最后,本文给出永磁电机的运行数据和刮板链的运动状态,仿真结果验证了所建模型的合理性与准确性。本文给出的刮板机模型详细描述了刮板机各部分,仿真建模方法简单有效,可为永磁驱动式刮板输送机的设计提供参考价值。

永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统非线性动力学研究

以SGZ1000/1050型刮板输送机为例,介绍一种永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统非线性动力学分析方法。该方法主要从正常运行条件与典型故障条件2个方面出发,计算分析齿轮的非线性动力学特性,以寻找出输送机齿轮的薄弱点,有利于永磁半直驱刮板输送机齿轮传动系统的优化设计,增强刮板输送机在实际应用中的工作效果,具有一定应用价值。

桩西采油厂抽油机半直驱永磁电动机推广应用及效果评价

由于游梁式抽油机现有的皮带轮驱动方式中间环节多、能耗较高,且存在一定的安全隐患。而抽油机半直驱永磁电动机具有大扭矩,低转速、效率高的特点,因此将电动机安装在减速箱输入轴上,直接驱动减速器,便可减少皮带传送环节,实现抽油机正常运转,具有节能及安全的技术优势。经现场试验及改进,3 a来桩西采油厂机采系统推广应用半直驱永磁电动机77台,实施后,减少了皮带损耗及消耗费用,降低了工人劳动强度,消除了安全隐患,取得了良好经济效益及社会效益。

浅析宽带链条换向抽油机半直驱改造及其节能降噪效果测试

本文在胜利油田现有抽油机的基础上对其传动方式进行了优化升级,取消了原来的换向及减速器等机构并将其更换为同步带与永磁同步电机,利用同步带轮直接对传动链条进行驱动,实现了半直驱式传动,解决了抽油机减速器工作效率低、能耗高、维修保养难度大等问题。与此同时,共直流母线技术与超级电容的设计与应用进一步降低了能耗,该方案在东辛采油厂应用后,单机每日能耗降低60kW·h,较升级改造之前降低42.9%;抽油机升级改造后其工作噪音降低54.7%。

永磁半直驱技术在刮板输送机上的研究与应用

为了解决刮板输送机使用传统异步电机驱动带来的整体驱动效率低、能耗高、安装占用空间大、难以维护等问题,研究了永磁半直驱技术应用在刮板输送机驱动上的实用性和有效性,并进行了实际应用验证。通过对比证明了永磁半直驱技术在高效节能、降低维护成本、占用空间小、质量轻、易于维护等方面有很大的优势,具有较高的推广和应用价值。

某型半直驱风机齿轮箱断齿故障分析

针对风机齿轮箱故障,介绍了一起半直驱风机齿轮箱断齿导致风机停运故障。通过对故障齿轮箱进行振动数据监测、金属材质及油质分析,得出齿轮箱油的泡沫特性超标和颗粒污染度超标是故障的诱因,故障发生当天风机瞬时风速波动较大,齿轮箱二级行星轮组产生较强瞬时应力而导致齿轮损坏,引发风机齿轮箱振动过大是故障的主要原因。为避免同类故障再次发生,风电场应加强风机运行监测、提高齿轮箱内窥镜检查频率并加强风机齿轮箱在线滤油处理。

半直驱中速永磁风力发电机设计与特性研究

随着风力发电的健康蓬勃发展,结合了高速异步风力发电机和低速永磁直驱发电机特点的中速永磁半直驱风力发电机的优势也越来越明显。本文以5.5 MW级的中速永磁半直驱风力发电机为研究对象,介绍了半直驱驱动链及中速永磁风力发电机的基本结构,建立了该发电机的有限元计算模型,分析了“V”形永磁体转子结构的永磁发电机的空载特性与负载特性,计算了该结构下磁阻转矩与永磁转矩在电磁转矩中的占比等参数。基于研究与分析,总结了“V”形永磁体转子结构的半直驱永磁风力发电机的特点,为后续半直驱永磁风力发电机进一步的研究奠定了理论基础与参考依据。

风电半直驱增速齿轮箱动力学响应分析

本文基于某5.2MW风电半直驱主增速箱,利用精益传动软件建立动力学系统分析模型。先确定合理的齿轮修形参数,再以齿轮箱中的齿轮啮合传递误差作为激励,采用齿轮、轴、轴承和齿轮箱耦合的方法求得齿轮箱体表面节点的动力学响应,在壳体5个关键位置布置状态监测传感器,进行仿真分析。看各测点结果是否满足试验大纲要求,以验证设计方案的可行性。通过样机台架试验,将各测点仿真分析与试验结果的最大响应值作对比,以验证分析模型的可靠性。结果表明:各测点最大响应值的仿真分析与试验结果的误差不超过8.9%,仿真结果具有较高的可信度;且各测点仿真分析与试验结果均低于7.5m/s^( 2),满足振动加速度指标要求,说明方案设计的可行性,能够为风电齿轮箱的设计提供理论参考。

解决半直驱机型液压站、齿轮箱油位传感器误报问题

实施背景自共和驰航风电场投运至实施此项技改项目前,半直驱机型故障率居高不下,在集团风电月度可靠性对标工作中长期排名倒数,为了有效汲取故障教训、分析故障原因,研究故障规律,从而采取针对性措施,不断提升风电场安全管理水平,防范各类故障的发生,驰航风场组织梳理了风场并网以来的4000余条故障信息,发现因油位传感器误报产生的故障数占风机总故障数的19%,此类故障问题具有顽固性和典型性,是制约风电场设备可靠性水平提升的重大阻碍。

一种半直驱永磁风力发电机的设计研究

提出了一种发电机转子极靴优化与分数槽绕组结合的设计方法。对一台5.43MW的半直驱永磁风力发电机进行了设计,并将其有限元仿真分析结果与试验测试结果进行了对比。结果表明,该设计方式可有效改善气隙磁密波形,降低定子绕组空载反电动势谐波畸变率,并可显著抑制发电机的齿槽转矩,保证发电机性能。

永磁半直驱风力机控制策略仿真

针对当前大型永磁直驱风力机(W ind Energy Conversion System,WECS)的实际应用困难,提出1种新的永磁半直驱WECS.该系统在大风力机与永磁同步发电机(PermanentMagnet Synchro-nous Generator,PMSG)之间增加小增速比的齿轮箱;采用PWM AC-DC变流方案及SVPWM控制技术;控制策略目标为实现最大风能捕捉和高功率因数并网.系统并网控制仿真表明,永磁半直驱WECS控制策略可行.

结合MRAC和PLL的半直驱型风力发电系统的无速度传感器控制

为简化系统结构、提高系统可靠性,研究了半直驱型风力发电系统(MT WTGS)的无速度传感器控制策略。建立了包括风力机、机械传动链、永磁同步发电机在内的MT WTGS机侧部分数学模型。针对速度传感器故障率高、易受干扰等问题,提出了结合模型参考自适应控制(MRAC)和锁相环(PLL)的无速度传感器控制策略;该控制策略利用模型参考自适应系统来估计发电机的转速和转子位置,利用锁相环来估计发电机转子的初始位置。仿真和实验结果表明,该控制策略能够快速准确地估计永磁同步发电机的转速和转子位置,实现了永磁同步发电机的无速度传感器矢量控制,具有与采用常规速度测量手段的控制技术相媲美的控制效果。

大型半直驱式永磁风力发电机的电磁设计

以3.2 MW半直驱式永磁风力发电机为例,分析了发电机极数、极槽配合选取、转子磁极结构、气隙值选取等对发电机性能的影响。建立了发电机的电磁场有限元计算模型,对发电机的输出性能进行了仿真分析计算。计算结果表明发电机达到了较高的技术指标要求。这为大型半直驱式永磁风力发电机的优化设计提供了一些有意义的参考。