大型风电机组偏航电机选型方法及驱动扭矩的确定方法与流程

技术特征：

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。

2.根据权利要求1所述大型风电机组偏航电机驱动扭矩的确定方法，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述大型风电机组偏航电机驱动扭矩的确定方法，其特征在于，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：

$M_f=\frac{\mathrm{\&mu;}}{2}(4.4M_{xy}+D_L\&CenterDot;|F_z|+3.806F_{xy}\&CenterDot;D_L)+M_{pre}$

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。

4.根据权利要求1所述大型风电机组偏航电机驱动扭矩的确定方法，其特征在于，所述步骤1)中利用风电机组样机部件相关参数，导入外部控制器，建立与风电机组样机功能相当的虚拟模型样机。

5.根据权利要求1所述大型风电机组偏航电机驱动扭矩的确定方法，其特征在于，所述步骤1)中疲劳和极限工况的设置条件严格遵守风电机组认证指南GL规定，设定机组外部条件和运行状态，模拟风电机组实际承载情况。

6.一种采用权利要求1所述大型风电机组偏航电机驱动扭矩的确定方法的大型风电机组偏航电机选型方法，其特征在于，根据疲劳工况各时间点的偏航电机的驱动扭矩M_act，计算偏航电机驱动扭矩的有效值M_act_RMS，统计出偏航电机驱动扭矩的最大有效值作为预选偏航电机的额定值，根据预选偏航电机的额定值和偏航电机驱动扭矩峰值选定所需偏航电机。

7.根据权利要求6所述大型风电机组偏航电机选型方法，其特征在于，所述偏航电机驱动扭矩的有效值为RMS代表求取均方根值，M_z为偏航轴承外载，M_f为偏航轴承滚道摩擦力矩，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。

8.根据权利要求6所述大型风电机组偏航电机选型方法，其特征在于，

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，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。