風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓變槳系統(tǒng)面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是,如何在任何工況下都能進(jìn)行動(dòng)態(tài)變槳并盡可能地縮小液壓部件的尺寸。為此,丹麥Fritz Schur Energy A/S(簡(jiǎn)稱FSE*)的工程師研發(fā)了一套先進(jìn)的蓄能器仿真工具,優(yōu)化了蓄能器的設(shè)計(jì)和尺寸。本文介紹了FSE仿真工具是如何模擬蓄能器的工作性能的。
同時(shí)也顯示了與傳統(tǒng)工具相比較的優(yōu)勢(shì)。
1. 一般介紹
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的液壓變槳系統(tǒng)要求有在失電情況下能夠緊急收槳的安全系統(tǒng)。蓄能器(圖1 ) 就用于實(shí)現(xiàn)這一功能。蓄能器是以氣體壓力的形式進(jìn)行液壓儲(chǔ)能的重要液壓部件。
圖2 是風(fēng)機(jī)每個(gè)槳葉的變槳液壓原理簡(jiǎn)圖。在緊急情況下變槳系統(tǒng)需要能夠在最長(zhǎng)10 秒的時(shí)間內(nèi)提供每個(gè)槳葉10 ~ 25 升的液壓油。因此需要在-30℃~ +50℃環(huán)境溫度條件下,準(zhǔn)確計(jì)算蓄能器的尺寸。為了準(zhǔn)確計(jì)算蓄能器尺寸,需要?dú)怏w動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。
此前出現(xiàn)了很多相關(guān)數(shù)學(xué)模型及其驗(yàn)證。然而實(shí)踐證明,這些模型在低溫區(qū)域的準(zhǔn)確性都不理想。
液壓系統(tǒng)的現(xiàn)代計(jì)算分析的另一個(gè)重要方面,是仿真運(yùn)行所需要的時(shí)間。監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的仿真過程發(fā)現(xiàn),蓄能器模型要求最小的時(shí)間步長(zhǎng)。因此減少模擬時(shí)間需要更快的蓄能器數(shù)學(xué)模型。這也是FSE 開發(fā)這一仿真工具的重要目的。
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