[发明专利]基于全分布式光纤传感差压反馈的液压气弹变桨系统及控制方法和控制参数的计算方法

说明书

本发明提供了一种基于全分布式光纤传感差压反馈的液压气弹变桨系统及控制方法，增加了风力机叶片的气弹稳定性，以抑制可能发生颤振断裂失效现象。液压气弹变桨系统包括：风力机、信号获取系统、变桨控制系统和液压执行系统；风力机叶片内部设有光纤差压传感器用于测定风力机叶片位移差压；信号获取系统设在轮毂内用于接收位移差压信号并进行编码处理；变桨控制系统和液压执行系统设在机舱内，变桨控制系统包括PAC变桨控制器，用于对处理后的信号进行判断，并根据判断结果进行RBF神经网络控制，向液压执行系统发送相应的控制结果指令，液压执行系统对风力机叶片进行变桨控制。

技术领域

本发明涉及一种变桨系统及控制方法，具体涉及一种基于全分布式光纤传感差压反馈的液压气弹变桨系统及控制方法控制参数的计算方法，属于风力发电机的控制技术领域。

背景技术

近年来，风力发电新能源技术得到了很大的发展，尤其风能捕获机械方面。风力机叶片在非线性气动力驱动下，可能发生颤振断裂失效。对于中型风力机叶片，可以通过自身的及时变桨运动来衰减气动力的影响。一般的常规变桨运动往往集中在了功率的提升和能量的获取方面，本设计所述变桨运动则基于危险截面和颤振风速的联合效应，恰好能进行气弹不稳定性的调节和控制。

发明内容

本发明目的是提供了一种基于全分布式光纤传感差压反馈的液压气弹变桨系统及控制方法和控制参数的计算方法，增加了风力机叶片的气弹稳定性，以抑制可能发生颤振断裂失效现象。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于全分布式光纤传感差压反馈的液压气弹变桨系统，包括：风力机、信号获取系统、变桨控制系统和液压执行系统；风力机包括塔架、设置在塔架上方的机舱、设置在机舱前端的轮毂及设置在轮毂外侧且沿轮毂对称分布的两个风力机叶片；风力机叶片内部设有光纤差压传感器用于测定风力机叶片位移差压；信号获取系统设在轮毂内用于接收位移差压信号并进行编码处理；变桨控制系统和液压执行系统设在机舱内，变桨控制系统包括PAC变桨控制器，用于对处理后的信号进行判断，并根据判断结果进行RBF神经网络控制，向液压执行系统发送相应的控制结果指令，液压执行系统对风力机叶片进行变桨控制。

上述基于全分布式光纤传感差压反馈的液压气弹变桨系统基础上，风力机叶片为空腔蒙皮结构，风力机叶片内部距离风力机叶片根部1/4～1/3展长位置分别铺设有分布式光纤传感器通道，分布式光纤传感器通道的径向厚度占风力机叶片厚度的1/3。

上述基于全分布式光纤传感差压反馈的液压气弹变桨系统基础上，信号获取系统包括光纤差分放大电路、信号滤波放大模块和ISOVUTM传感接收器；差分电路设置在风力机叶片的空腔，用于运算处理后计算出压差，ISOVUTM传感器设置在风力机叶片的叶根部，将差分电路传输过来的差分信号进行编码和稳态传输至A/D模块。

上述基于全分布式光纤传感差压反馈的液压气弹变桨系统基础上，液压执行系统包括液压泵、高速开关数字阀、液压同步回路和两个活塞缸，液压同步回路包括基本分回路和匹配分回路，基本分回路包括一个常规调速阀(19)和四个单向阀I，匹配分回路包括一个比例调速阀和四个单向阀II，活塞缸的活塞伸出端均设有位置传感器。