考虑尾流效应与载荷损耗的风电场优化控制

为降低尾流效应对风电场内风电机组输出功率和所受载荷影响,分析了风电机组运行状态与尾流分布、功率输出、载荷损耗之间关系,提出一种考虑尾流效应与载荷损耗的风电场优化控制模型。针对控制模型维数高,耦合参数多的问题,采用一种基于改进非线性收敛因子和引入混合蛙跳算法最差蛙位置改变策略的改进鲸鱼优化算法(IWOA);以模型轴向诱导因子为控制变量,功率输出最大和载荷损耗最小为目标函数,对丹麦Horns Rev1风电场进行仿真分析。结果表明,所提优化控制方法可有效提高风电场输出功率,降低风电机组载荷损耗。

基于附加载荷损耗系数的磨削比能预测方法研究

提出一种利用BP神经网络预测数控磨床附加载荷损耗系数,以剔除附加载荷损耗功率,获取用于去除材料的磨削功率的方法,可用在实际加工过程中无法使用仪器设备测量力或力矩大小的比能预测场景。基于数控磨床运行状态功率模型与附加载荷功率平衡方程,对不同工艺参数的试件加工后得到多组附加载荷损耗系数及功率增量,利用BP神经网络建立工艺参数与附加载荷系数之间的非线性关系,间接获取磨削功率,实现磨削比能的预测;在数控高精度卧轴矩台平面磨床MGK7120×6/F上进行验证实验,证明了所提方法的有效性。

基于载荷损耗系数的数控机床效率和能量利用率的研究

针对数控机床能量效率低下,机床效率和能量利用率在线获取困难的问题,为提高其加工过程中的能效,提出一种基于载荷损耗系数的能耗数学模型而建立的机床效率和能量利用率的计算方法。采用控制变量的思想,测试机床在不同材料、不同工艺参数下的输入和空载功率,计算出机床的切削功率、效率和能量利用率。通过响应曲面的方法分析切削负载率、实载率和机床效率、能量利用率的关系。结果表明:同种材料的机床效率和能量利用率随着切削负载率和实载率的增大而增大;而对于异种材料,其随着有用切削功率所占比例的增大而增大。为提高机床加工过程的能效,分析了提高机床效率和能量利用率的途径。

数控机床主动力系统载荷能量损耗系数的计算获取方法

机床量大面广,能量消耗巨大并且能量效率低、能量效率规律复杂,因此机床能量效率的研究和应用正在全球迅速兴起。机床主动力系统载荷能量损耗,是机床最复杂的部分,一般占到机床切削能量的10%~20%,其具体多少决定于载荷损耗系数。针对机床主动力系统载荷损耗系数在线获取非常困难,以及现有获取方法存在切削仪器昂贵、测量过程复杂以及许多机床无法安装等不足,提出一种根据数控机床主动力系统载荷能量损耗数学模型而建立的载荷损耗系数计算获取方法。上述数学模型由三部分组成：基于主电动机的变频器额定功率、额定功率损耗和散热器额定功率等基础参数的变频器功率损耗近似计算模型;基于主电动机额定功率、基频、空载功率和基频下的效率等基础参数的主电动机功率损耗模型;基于机床机械传动系统中每种传动副的数量和载荷效率等基础参数的机械传动系统载荷损耗模型。实际计算时只需获取基础参数和测量机床主动力系统空载功率,便可计算出机床主动力系统的载荷能量损耗系数。基于上述计算方法,计算获取了数控加工中心PL700主动力系统的载荷能量损耗系数。实验结果证实了该方法的准确性和实用性。该方法可广泛用于数控机床的切削功率获取、数控机床能量效率评价和工件能量效率预测及优化等研究和应用中,具有多方面的应用前景。

刀具工件双旋转运动机床加工过程的能量效率获取方法

对于刀具工件双旋转运动机床,由于切削力测量仪器难以安装,同时,切削力理论模型和经验公式难以反映加工过程切削力的瞬态变化,这使得刀具工件双旋转运动机床的能量效率至今难于获取。为此,提出一种运用载荷损耗系数计算获取刀具工件双旋转运动机床能量效率的方法,该方法首先建立了刀具工件双旋转运动机床的能量效率模型,然后基于刀具、工件系统的能耗组件参数分别建立了刀具轴和工件轴的载荷损耗系数计算模型,并由此推导出刀具工件双旋转运动机床的载荷损耗能量、有效能量及能量效率的计算分析模型。实际应用时,该方法只需要安装功率传感器测取加工过程中的输入功率和空载功率,便可计算获取能量效率。实验验证表明,该方法具有较好的能量效率获取精度。应用案例表明,所提方法应用方便,可为刀具工件双旋转运动机床的能效预测、监控与管理提供技术支撑,具有较好的应用前景。