[发明专利]大型风电机组偏航电机选型方法及驱动扭矩的确定方法

摘要

本发明涉及大型风电机组偏航电机选型方法及驱动扭矩的确定方法，该驱动扭矩确定方法为：建立风电机组仿真模型，求解出极端工况下偏航轴承所受外载、倾覆力矩、轴向力、径向力、偏航轴承转速及加速度；根据上述参数，计算偏航轴承滚道摩擦力矩；建立机组偏航过程中的力学模型，求解出偏航过程中的偏航电机驱动扭矩。该选型方法为：根据各时间点的偏航电机驱动扭矩，计算疲劳工况偏航电机驱动扭矩的有效值及最大有效值，确定预选偏航电机的额定值，根据额定值及驱动扭矩峰值Mp选定偏航电机。本发明原理简单，易操作，精度高，机组安全可靠性高，有效降低偏航制动器夹持载荷，减少偏航刹车片的磨损情况，延长偏航维护周期，降低机组的维护成本。

主权项

1.大型风电机组偏航电机驱动扭矩的确定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)建立风电机组仿真模型，求解出极端工况下偏航轴承所受外载、倾覆力矩、轴向力、径向力、偏航轴承转速及加速度；2)根据偏航轴承所受外载、倾覆力矩、轴向力、径向力及轴承轨道预紧力，计算偏航轴承滚道摩擦力矩；3)建立机组偏航过程中的力学模型，根据该力学模型求解出偏航过程中偏航电机的驱动扭矩时间序列载荷；该力学模型包括判断条件为：偏航轴承转速大于零或偏航轴承加速度大于零，且包括模型参数：偏航轴承所受外载、偏航制动器预紧力矩及偏航轴承摩擦力矩；步骤3)中的偏航电机的驱动扭矩时间序列载荷的计算方法包括如下步骤：A)设定偏航电机驱动扭矩峰值M_p；B)计算一时间点偏航电机驱动扭矩：如果M_act≤M_p，则该时间点的驱动扭矩为M_act；否则，该时间点偏航电机驱动扭矩为同时比较Mp与M′_act的大小，如果Mp<M′_act，令M_p＝M′_act，作为下一时间点的偏航电机驱动扭矩峰值，若Mp≥M′_act，M_p不变；其中，M_z为偏航轴承外载，M_f为偏航轴承滚道摩擦力矩，M_{c_yaw}为偏航制动器预紧力矩，i为偏航系统传动比，η为传动效率，N为偏航电机数量；C)重复步骤B)，最终获得偏航过程中各个时间点的偏航电机驱动扭矩；所述步骤2)中的偏航轴承滚道摩擦力矩M_f的计算公式为：其中，M_xy为倾覆力矩，D_L为轴承滚道直径，F_z为轴向力，F_xy为径向力，M_pre为轴承滚道预紧力，μ为摩擦系数。