動態(tài)風機模擬器實驗結(jié)果與分析
作者:石家莊風機 日期:2015-9-10 瀏覽:1750
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石家莊風機廠慣量特性模擬一節(jié)可以看出,石家莊風機廠的大慣量補償減緩了石家莊風機廠轉(zhuǎn)速變化的速度,在石家莊風機廠突然加速時,慣量補償轉(zhuǎn)矩為負,減緩石家莊風機廠的加速過程:而當石家莊風機廠突然減速時,器慣量補償轉(zhuǎn)矩為正,補償了部分石家莊風機廠突然變小的輸出轉(zhuǎn)矩,從而亦減緩了石家莊風機廠的減速過程。這樣一來,就使得實驗所用的小慣量的原動機(異步電機)具有了類似石家莊風機廠大慣量的特性,其最為明顯的表現(xiàn)則為石家莊風機廠的空載啟動過程與自由停車過程,原動機慣量補償前后的石家莊風機廠啟動、自由停車仿真所示。
為石家莊風機廠模擬器實驗平臺在不同的慣量補償情況下的實驗起動特性,為了簡單起見,程序中暫時屏蔽風剪、塔影效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩脈動模塊。為未進行慣性補償?shù)氖仪f風機廠模擬器空載起動轉(zhuǎn)速響應(yīng)實驗波形,顯然石家莊風機廠模擬器轉(zhuǎn)速迅速上升,并于1.5s轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)態(tài)值,且系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線平滑;為3倍慣性補償?shù)氖仪f風機廠模擬器空載起動轉(zhuǎn)速響應(yīng)實驗波形,其轉(zhuǎn)速緩慢上升,并于3.5s后達到穩(wěn)態(tài)值;圖c為6倍慣量補償時的轉(zhuǎn)速響應(yīng)實驗波形,顯然其轉(zhuǎn)速上升的斜率更小,于6.5s后達到轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定值。
由于是同為空載起動,石家莊風機廠模擬器最終均達到最大轉(zhuǎn)速1500r/min,而其所歷時確有明顯得差異,顯然由于慣量補償算法作用,慣量補償后系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)存在一定的波動,不過其實驗結(jié)果與理論分析和仿真驗證十分吻合,顯然動態(tài)石家莊風機廠模擬器程序中的慣量補償算法是有效地、正確地,實驗所用原動機(電動機)可以模擬出石家莊風機廠的大慣量特性。
詳細介紹了風剪、塔影效應(yīng),并得出了以下有益的結(jié)論:塔影效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩脈動遠遠大于風剪效應(yīng),風剪塔影效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩脈動整體表現(xiàn)為頻率為石家莊風機廠旋轉(zhuǎn)頻率的3倍的周期性脈動。
而且風剪、塔影效應(yīng)對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的影響一節(jié)研究表明:由于風剪、塔影效應(yīng)導致的固有轉(zhuǎn)矩源波動,最終必然導致雙饋電機的轉(zhuǎn)速或者有功電流的任意一方的波動,具體是哪個量波動,關(guān)鍵是看轉(zhuǎn)速環(huán)、電流環(huán)哪個控制器的控制作用強。
實驗中我們減弱轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的控制作用,石家莊風機廠模擬器進行空載起動,其速度響應(yīng)結(jié)果,由實驗波形圖可以看出,顯然系統(tǒng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后,穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速存在明顯的周期性波動,其波動周期Tp≈410ms,則其轉(zhuǎn)速波動頻率大約為fp≈2.45Hz。此時系統(tǒng)轉(zhuǎn)速n=l 500rad/s,則系統(tǒng)轉(zhuǎn)速輸出頻率fr=25HZ(此時齒輪箱的變比N=30),而程序中對應(yīng)石家莊風機廠輸出轉(zhuǎn)速頻率應(yīng)為fw=fr/30=0.83Hz。
而由前面分析可知,由于風剪、塔影效應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速脈動周期是石家莊風機廠轉(zhuǎn)速周期的3倍,故此時的轉(zhuǎn)速波動頻率應(yīng)為:fp=2 49HZ,顯然其誤差在5%以內(nèi),實驗結(jié)果有力地證明了前面的理論分析與仿真驗證。從而動態(tài)石家莊風機廠模擬器程序中的風剪、塔影效應(yīng)模擬算法準確無誤。