水平轴海流能发电机组液压独立变桨技术研究

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随着社会经济的发展和传统能源的快速消耗,水平轴海流能发电技术作为一种新型的能源技术越来越受到重视,目前国内水平轴海流能发电技术正处于高速发展阶段,试验样机的功率等级已经向着兆瓦级迈进。但是随着海流能机组的大型化,运行过程中所面临载荷状况也更加复杂,因此独立变桨距技术作为海流能机组主动功率和载荷控制的关键技术具有重要的研究意义。本课题根据60kW水平轴海流能发电机组的变桨需求,设计了液压驱动双螺旋摆动液压缸的独立变桨系统,并通过对海试运行数据的研究分析,提出了适用于水平轴海流能机组的独立变桨距控制策略论文的各章节研究内容如下:第一章阐述了课题的研究背景,介绍了国内外海流能发电的研究进展,进而介绍了海流能变桨距技术的国内外研究现状,提出了课题的研究意义和主要研究内容。第二章说明了变桨控制原理,分析了变桨载荷计算理论和水平轴海流能机组变桨过程,并根据60 kW机组变桨轮毂空间小、负载力矩大等设计需求提出了液压驱动双螺旋摆动液压缸的独立变桨方案。第三章阐述了独立变桨系统机械执行结构设计理念,说明了支撑结构、双螺旋摆动液压缸和密封结构的设计选型依据,并通过虚拟装配和ANSYS有限元计算分析验证了设计的可行性。第四章阐述了独立变桨液压驱动系统的设计理念,通过对系统的理论分析采用了速度反馈校正的位置伺服控制方法,从而抑制变桨载荷波动产生的影响,并通过AMESim-MATLAB/Simulink联合仿真分析系统性能。第五章对60 kW发电机组海试运行数据进行研究分析,提出了基于变桨控制原理和少变桨理念的海流能机组独立变桨功率和载荷控制策略,并通过仿真研究验证了所提策略的合理性。第六章对论文的工作进行总结,并对课题后续的研究内容进行了展望。
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