風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航余壓動(dòng)態(tài)控制分析

陳義保,王志奎,解傳寧

(1.煙臺(tái)大學(xué)機(jī)電汽車工程學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264005 2. 北京三力新能科技有限公司,北京 100176)

自然界中風(fēng)向變化是無規(guī)律的,風(fēng)機(jī)有效捕獲風(fēng)能實(shí)現(xiàn)發(fā)電離不開準(zhǔn)確可靠的偏航控制系統(tǒng)．現(xiàn)有的偏航一般采用主動(dòng)偏航,通過監(jiān)測(cè)風(fēng)向與風(fēng)輪軸間的角度偏差角(即偏航對(duì)風(fēng)誤差角)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(簡(jiǎn)稱機(jī)組)的偏航對(duì)風(fēng)控制．當(dāng)偏航對(duì)風(fēng)誤差角為θ時(shí),風(fēng)機(jī)所獲得的風(fēng)能是風(fēng)輪正對(duì)風(fēng)向的cos3θ倍[1]．當(dāng)風(fēng)向偏差超過主控設(shè)定值時(shí),風(fēng)機(jī)主動(dòng)偏航可以實(shí)現(xiàn)最大限度捕獲風(fēng)能,提升機(jī)組發(fā)電量．在風(fēng)速不變,風(fēng)向變化時(shí),功率的損失與風(fēng)速三次方成正比,即P∝V3cos3θ,當(dāng)θ值取值范圍為±5°時(shí),功率損失在0～1.14%之間,因此一般風(fēng)機(jī)會(huì)選擇該角度偏差作為偏航對(duì)風(fēng)目標(biāo)角度．一方面該對(duì)風(fēng)角度下機(jī)組功率損失較小,可以較大限度地捕獲風(fēng)能,不足之處是會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)偏航動(dòng)作頻繁,造成偏航電機(jī)功率損耗和偏航剎車機(jī)構(gòu)磨損增加．另一方面偏航對(duì)風(fēng)角度數(shù)值需要經(jīng)過低通濾波處理,而濾波器會(huì)產(chǎn)生數(shù)值滯后,故實(shí)際對(duì)風(fēng)角度會(huì)比給定角度絕對(duì)值偏小,更有利于偏航對(duì)風(fēng)控制[2]．

主控程序通過控制偏航電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的主動(dòng)偏航．按照偏航過程中壓力情況,可分為全壓制動(dòng)、余壓對(duì)風(fēng)偏航與零壓解纜偏航．當(dāng)風(fēng)向標(biāo)與機(jī)艙的對(duì)風(fēng)角度數(shù)值符合控制程序的設(shè)定閾值時(shí),機(jī)組偏航電機(jī)不動(dòng)作,偏航液壓站保持全壓制動(dòng),液壓卡鉗將機(jī)艙鎖定,實(shí)現(xiàn)最大限度捕獲風(fēng)能．當(dāng)風(fēng)向變化,機(jī)組有對(duì)風(fēng)偏航請(qǐng)求時(shí),主控系統(tǒng)控制余壓閥啟動(dòng),溢流閥(壓力范圍1.5～2.5 MPa可調(diào))維持偏航狀態(tài)1.5 MPa余壓．給定余壓可以防止在風(fēng)向突變時(shí),機(jī)組偏航電機(jī)動(dòng)作過程中因制動(dòng)壓力較小,在偏航過程中會(huì)產(chǎn)生陀螺力矩,導(dǎo)致偏航軸承外齒與偏航減速器齒間引起較大的沖擊載荷,導(dǎo)致過大的機(jī)艙加速度．機(jī)組動(dòng)力電纜有扭轉(zhuǎn)極限,當(dāng)機(jī)組的偏航角度超過程序設(shè)定值,為保證電纜不受損,機(jī)組會(huì)執(zhí)行零壓解纜偏航．當(dāng)機(jī)組觸發(fā)解纜請(qǐng)求,偏航電機(jī)開始動(dòng)作時(shí),偏航液壓站的零壓閥開啟,機(jī)組制動(dòng)器沒有偏航制動(dòng)壓力,維持零壓偏航[3]．

在風(fēng)機(jī)偏航電機(jī)控制中,主要采用變頻器軟啟動(dòng)方式和直接驅(qū)動(dòng)方式[4]．其中,直接驅(qū)動(dòng)方式控制簡(jiǎn)單且節(jié)省變頻器,較為經(jīng)濟(jì)．但隨著風(fēng)機(jī)容量增大,葉輪直徑以及塔架高度相應(yīng)增大,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中承受的風(fēng)載變大．偏航液壓站作為偏航剎車制動(dòng)動(dòng)力源,根據(jù)主控系統(tǒng)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的偏航剎車形式．現(xiàn)有風(fēng)機(jī)控制中在機(jī)艙和塔筒連接處設(shè)定偏航卡鉗,經(jīng)偏航液壓站對(duì)卡鉗施加壓力保持偏航制動(dòng)力．但如果偏航液壓站提供的偏航余壓過小、摩擦片的摩擦系數(shù)降低、偏航卡鉗的數(shù)目較少等都會(huì)導(dǎo)致機(jī)組在偏航過程中因?yàn)橹苿?dòng)力不足,無法克服風(fēng)載而使得機(jī)組發(fā)生“跑飛”現(xiàn)象．通常,機(jī)組偏航過程中容易產(chǎn)生偏航制動(dòng)異響[5-6]、失穩(wěn)顫振[7-10]、加速度異常[11]等問題,一般都是通過機(jī)械方式(如更換摩擦片、調(diào)節(jié)鎖緊螺栓預(yù)緊力、清理摩擦片油污等)來解決異響和顫振問題．對(duì)加速度異常,文獻(xiàn)[11]給出了建議但未給出明確的實(shí)施方法和控制方式．本文基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的機(jī)組故障數(shù)據(jù),對(duì)機(jī)組的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)機(jī)組的偏航速率跳變嚴(yán)重,且在觸發(fā)振動(dòng)類故障時(shí)機(jī)組的偏航角度發(fā)生變化,即出現(xiàn)機(jī)頭“跑飛”現(xiàn)象．針對(duì)該現(xiàn)象,結(jié)合主控邏輯和故障數(shù)據(jù),本文給出了偏航余壓的動(dòng)態(tài)控制方式,并在大風(fēng)風(fēng)況下測(cè)試驗(yàn)證該方法,通過對(duì)錄取的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)該動(dòng)態(tài)控制方式可以有效解決上述問題,并且提升了機(jī)組的可利用率．

1 問題分析

某項(xiàng)目50 MW風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組在大風(fēng)運(yùn)行條件下頻繁報(bào)振動(dòng)傳感器類故障．機(jī)組在故障觸發(fā)時(shí),控制器會(huì)生成對(duì)應(yīng)故障的記錄文件,文件記錄故障發(fā)生前后30 s的變量數(shù)據(jù)．通過對(duì)故障記錄文件中的數(shù)據(jù)分析,可以發(fā)現(xiàn)故障觸發(fā)時(shí)偏航電機(jī)動(dòng)作．現(xiàn)對(duì)文件中偏航角度進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在偏航電機(jī)指令未執(zhí)行前,機(jī)組偏航角度已經(jīng)發(fā)生變化,出現(xiàn)機(jī)頭“跑飛”或“爬行”現(xiàn)象,進(jìn)一步對(duì)機(jī)組偏航加速度、偏航速率分析,均出現(xiàn)較大波動(dòng),如圖1—3．

風(fēng)機(jī)故障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一般至少保留故障前后30 s數(shù)據(jù),圖1—3中橫坐標(biāo)范圍-30表示故障觸發(fā)前30 s時(shí)間點(diǎn),30表示故障觸發(fā)后30 s時(shí)間點(diǎn),0表示故障報(bào)出時(shí)間．因機(jī)組報(bào)加速度類故障,首先對(duì)機(jī)組的機(jī)艙加速度故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,圖1所示機(jī)組在偏航角度發(fā)生變化(圖2中-5.04 s)時(shí),在-4.06 s后加速度變大,容易導(dǎo)致瞬時(shí)x方向加速度過大,使得機(jī)組報(bào)振動(dòng)類故障停機(jī)．通過對(duì)圖1加速度分析,確認(rèn)了加速度數(shù)據(jù)確實(shí)變大,說明該故障真實(shí),不是傳感器自身故障問題．

如圖2所示,在偏航電機(jī)動(dòng)作之前(實(shí)線1表示電機(jī)動(dòng)作,0表示電機(jī)不動(dòng)作),偏航液壓站的余壓閥開啟,機(jī)組卡鉗的制動(dòng)壓力為1.5 MPa,偏航電機(jī)電磁剎車松閘,偏航制動(dòng)機(jī)構(gòu)僅靠摩擦片摩擦力克服風(fēng)載．由圖2可見,在偏航電機(jī)尚未動(dòng)作前5 s時(shí),偏航角度已經(jīng)發(fā)生變化,說明機(jī)艙已經(jīng)發(fā)生了“爬行”現(xiàn)象．機(jī)艙在風(fēng)載下被動(dòng)偏航,且偏航角度幅值在10°以上,被動(dòng)偏航速率大于0.034 9 rad·s-1,遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)的正常偏航速率0.004 5 rad·s-1．

圖3為機(jī)組偏航過程中偏航速率的變化情況,機(jī)組的設(shè)計(jì)偏航速率為0.004 5 rad·s-1(規(guī)定左偏航速率為:+0.004 5 rad·s-1,右偏航速率為:-0.004 5 rad·s-1),正常偏航時(shí)允許波動(dòng)范圍為0.004 4～0.005 2 rad·s-1．圖3中偏航速率最高可達(dá)-0.052 4 rad·s-1以上,在偏航電機(jī)動(dòng)作時(shí)間區(qū)間內(nèi)(圖2中偏航電機(jī)0～10 s),偏航速率由-0.052 4 rad·s-1變?yōu)?0.008 7 rad·s-1左右,機(jī)組的偏航速率發(fā)生瞬時(shí)變化．偏航速率瞬時(shí)變化會(huì)給機(jī)組帶來瞬時(shí)沖擊,引起機(jī)組產(chǎn)生較大的加速度,容易產(chǎn)生振動(dòng)傳感器類故障．因此可確定機(jī)組的偏航齒間嚙合存在瞬時(shí)沖擊,導(dǎo)致偏航編碼器讀數(shù)跳變,同時(shí)觸發(fā)振動(dòng)類故障．在偏航電機(jī)動(dòng)作指令結(jié)束后,偏航速率跳變到0.012 2 rad·s-1左右,存在偏航速率瞬時(shí)正向沖擊．這是因?yàn)槠诫姍C(jī)未采用軟啟動(dòng)控制方式,在啟動(dòng)和停止電機(jī)時(shí)存在齒間嚙合沖擊．需要說明的是,圖2中偏航位置未發(fā)生變化部分(-30～-5.04 s之間),機(jī)組的偏航速率仍出現(xiàn)多次小幅跳變值,說明偏航齒圈與減速器之間存在小幅嚙合波動(dòng),風(fēng)載大于偏航制動(dòng)力,在風(fēng)載作用下齒間存在小幅嚙合沖擊,但對(duì)機(jī)組的影響較?。梢?偏航余壓不足是引起該故障的原因[12],需要?jiǎng)討B(tài)地調(diào)整偏航余壓值以適應(yīng)風(fēng)載變化．為此,需要確認(rèn)機(jī)組風(fēng)載與偏航余壓之間的關(guān)系、偏航余壓閥余壓與響應(yīng)時(shí)間的關(guān)系．

2 基本原理與控制方法

1.1 基本原理

偏航余壓的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)通過偏航液壓站中馬達(dá)、管路以及閥塊作用實(shí)現(xiàn),偏航控制原理如圖4．

1.油溫傳感器; 2.偏航電機(jī);3.驅(qū)動(dòng)泵站;4.過濾器;5.單向閥;6.蓄能器;7.壓力開關(guān);8.溢流閥;9.電磁換向閥;10.溢流閥;11.電磁閥;12.節(jié)流閥;13.活塞.

圖4偏航控制原理

Fig.4 The yaw control schematic diagram

其基本控制原理如下[13]:

偏航電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)泵站(3)的油液經(jīng)過濾器(4)、溢流閥(8,其中超過16 MPa溢流)進(jìn)入電磁換向閥(9)位置,此時(shí)因電磁閥(11)處于右位,在偏航液壓站馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下偏航卡鉗靠壓力鎖緊機(jī)艙與塔筒連接處,保證機(jī)組在風(fēng)載下不發(fā)生被動(dòng)偏航．卡鉗處壓力大于16 MPa時(shí),壓力開關(guān)(7)動(dòng)作,主控下發(fā)指令停止偏航液壓站建壓,維持機(jī)組在16 MPa下的制動(dòng)壓力實(shí)現(xiàn)全壓制動(dòng)．在機(jī)組對(duì)風(fēng)偏航時(shí),電磁換向閥(9)切換閥塊位置,活塞(13)中油液經(jīng)溢流閥(10)維持1.5 MPa的偏航余壓,保證偏航過程中機(jī)組的穩(wěn)定性．但機(jī)組零壓解纜偏航時(shí),電磁閥(11)切換至左位,此時(shí)油液直接回油箱,機(jī)組偏航制動(dòng)處壓力為零,維持零壓偏航．

通過上述原理可見,機(jī)組的控制中僅靠溢流閥(10)維持1.5 MPa的偏航余壓,并未對(duì)偏航余壓閥的動(dòng)作時(shí)間做限制,而電磁換向閥(9)可受控,因此偏航卡鉗處的余壓可通過設(shè)定電磁換向閥(9)的開啟時(shí)間長(zhǎng)短來進(jìn)行余壓限制．故機(jī)組偏航余壓動(dòng)態(tài)控制可以通過時(shí)間設(shè)定,維持偏航卡鉗在合理的余壓水平下,保證在偏航動(dòng)作前、動(dòng)作過程中以及偏航結(jié)束后,機(jī)組偏航穩(wěn)定且偏航電機(jī)與偏航軸承齒間無頻繁撞擊磨損．

1.2 控制方法

由上述偏航控制原理,結(jié)合圖4可知,在機(jī)組余壓偏航過程中,主要依據(jù)電磁換向閥(9)和溢流閥(10)來實(shí)現(xiàn)余壓的控制．但因廠家提供數(shù)據(jù)不足,不能夠獲取實(shí)測(cè)的余壓變化曲線,故本文通過對(duì)其原理做分析,給出等效控制曲線和簡(jiǎn)化控制方式．

機(jī)組的偏航卡鉗由泵站壓力推動(dòng)活塞實(shí)現(xiàn)偏航剎車片的夾緊,通過摩擦片產(chǎn)生的摩擦力實(shí)現(xiàn)機(jī)艙的穩(wěn)定．當(dāng)泄壓時(shí),卡鉗內(nèi)部彈簧實(shí)現(xiàn)活塞的復(fù)位．為了保證偏航余壓至少為1.5 MPa,彈簧復(fù)位時(shí)最小彈力大于余壓閥給定的油液壓力．在余壓偏航動(dòng)作開始,瞬時(shí)加速度最大,速度最小,單位時(shí)間內(nèi)其位移也最小,導(dǎo)致產(chǎn)生的壓強(qiáng)差ΔP變小;在活塞到達(dá)止位,余壓閥作用下壓力最小為1.5 MPa,因受活塞位置限值,在接近活塞最大位移時(shí),瞬時(shí)加速度接近0,速度最大,單位時(shí)間內(nèi)位移最大,導(dǎo)致產(chǎn)生的壓強(qiáng)差變大．

卡鉗活塞位移模型可以近似為彈簧振子模型,即:

x=Acos(ωt+φ0).

(1)

式中，x表示位移;A表示幅值;ω表示振動(dòng)頻率;φ0為初相位．

在余壓閥切換時(shí),卡鉗活塞的截面積不變,而根據(jù)公式(1),活塞位移增量Δx變大,導(dǎo)致體積流量ΔQ變大,而流量與壓差的關(guān)系見公式(2),其流量為

(2)

式中，ΔP表示壓強(qiáng)差,單位為Pa;ρ表示介質(zhì)密度,根據(jù)ISO VG 32礦物油,即0.848 kg·m-3;g表示重力加速度,即9.8 m·s-2;s表示流道比阻;L表示流道長(zhǎng)度,此處可等效為管路長(zhǎng)度．

由公式(2)可見,其壓差與流量成正比,而流量與活塞位移成正比,由此推斷出壓差與位移正相關(guān),即Δx∝ΔP．經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)余壓閥動(dòng)作到反饋觸發(fā)時(shí)間周期約為1s,此時(shí)系統(tǒng)的壓力從16 MPa→1.5 MPa．基于該時(shí)間周期做理論偏航余壓壓力變化曲線P(t),如圖5所示．圖中Δτ表示控制器指令周期,一般為20 ms,相比壓力變化周期很小,故可以忽略．偏航余壓數(shù)值工程上建議不超過3 MPa,以防止余壓過大導(dǎo)致摩擦片磨損過快引起機(jī)組偏航異響．現(xiàn)將余壓閥可調(diào)范圍取值1.5～2.5 MPa之間,對(duì)應(yīng)余壓閥開啟時(shí)間為0.95～1.0 s之間．為便于控制系統(tǒng)計(jì)算,選取余壓閥開啟和結(jié)束2個(gè)端點(diǎn)做一次函數(shù),即P=16-14.5t．假定卡鉗活塞處壓力P按照線性變化,開啟時(shí)間位于0.95～1.0 s之間時(shí)與理論曲線相差不大,但更利于現(xiàn)場(chǎng)控制程序的編寫和控制邏輯的實(shí)施．

一般情況下,機(jī)組卡鉗余壓的摩擦力矩足以克服小風(fēng)條件下風(fēng)載,但大風(fēng)下因余壓不足會(huì)出現(xiàn)不同程度機(jī)艙“跑飛”情況[14-15]．因此,為了滿足風(fēng)機(jī)在整個(gè)運(yùn)行風(fēng)速區(qū)間內(nèi)都能夠保證機(jī)組的平穩(wěn)偏航并避免振動(dòng)類故障的發(fā)生和機(jī)艙“跑飛”情況,需要對(duì)實(shí)際風(fēng)速進(jìn)行采集分析,研究不同風(fēng)速下的余壓控制時(shí)間及偏航余壓閥開啟時(shí)間,實(shí)現(xiàn)對(duì)偏航余壓閥余壓的控制．一般風(fēng)速8 m·s-1左右機(jī)組會(huì)出現(xiàn)變槳?jiǎng)幼?若此時(shí)偏航會(huì)出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象,不僅機(jī)艙會(huì)存在較大的加速度沖擊,葉輪加速度出現(xiàn)跳變,而且偏航齒圈外齒和偏航電機(jī)減速器外齒嚙合處會(huì)產(chǎn)生機(jī)械沖擊,導(dǎo)致外齒磨損加劇,增加了偏航軸承和偏航電機(jī)的疲勞載荷,降低了使用壽命,嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生斷齒情況．而22 m·s-1風(fēng)速時(shí)機(jī)組出于保護(hù)一般會(huì)脫網(wǎng),執(zhí)行安全停機(jī)．此時(shí)槳距角處于順槳狀態(tài),機(jī)組偏航載荷以及整機(jī)載荷較小,不需要考慮余壓閥的時(shí)間控制．故在8～22 m·s-1風(fēng)速區(qū)間內(nèi),余壓閥響應(yīng)的時(shí)間最長(zhǎng)為1 s,據(jù)此構(gòu)建風(fēng)速-時(shí)間曲線,如圖6所示．給定一個(gè)線性控制方程(也可構(gòu)造反時(shí)限控制,本文考慮到時(shí)間區(qū)間0.9～1.0 s偏小,采用線性代替),根據(jù)采集到的風(fēng)速均值計(jì)算出一個(gè)初始時(shí)間T0．在有偏航請(qǐng)求時(shí),主控鎖定當(dāng)前風(fēng)速值以及對(duì)應(yīng)的初始時(shí)間,給定余壓閥一個(gè)脈沖信號(hào),此時(shí)余壓閥開啟,開啟信號(hào)持續(xù)時(shí)間等于初始時(shí)間T0,且在T0時(shí)間后脈沖消除余壓閥關(guān)閉．在風(fēng)速大于8 m·s-1時(shí)余壓閥開啟時(shí)間T0小于1s,使得偏航余壓值大于余壓閥溢流值1.5 MPa,卡鉗處余壓不完全釋放,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)余壓控制．機(jī)組偏航完成后,根據(jù)風(fēng)速變化情況,當(dāng)處于大風(fēng)條件時(shí),主控根據(jù)是否有偏航指令調(diào)整不同風(fēng)速下余壓閥開啟時(shí)間,這個(gè)開啟時(shí)間作為下次偏航時(shí)偏航余壓響應(yīng)時(shí)間;當(dāng)風(fēng)速變小時(shí),主控給定余壓閥一個(gè)延時(shí)時(shí)間大于5 s的T1,使得卡鉗完全釋放以保持1.5 MPa的偏航余壓,下次偏航時(shí)繼續(xù)前述的判定邏輯．

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

在主控程序中完成編寫程序后,對(duì)一臺(tái)機(jī)組實(shí)測(cè)并錄取大風(fēng)條件下機(jī)組偏航時(shí)變量數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)中偏航速率、偏航位置以及振動(dòng)加速度分析,分別如圖7—9所示．

圖7給出了機(jī)艙x方向和y方向振動(dòng)加速度數(shù)值,在偏航電機(jī)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)未發(fā)生瞬時(shí)加速度過大的情況,整個(gè)偏航過程加速度不存在突變值,說明機(jī)組在偏航過程中機(jī)艙振動(dòng)較小,運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn),機(jī)組大風(fēng)下經(jīng)常報(bào)出來的振動(dòng)類故障沒有復(fù)現(xiàn)．

圖8給出了偏航位置與偏航電機(jī)動(dòng)作曲線,在電機(jī)啟動(dòng)前,機(jī)組的偏航角度未發(fā)生變化,機(jī)組不存在前期出現(xiàn)的機(jī)艙“跑飛”或“爬行”現(xiàn)象;當(dāng)偏航電機(jī)動(dòng)作時(shí)偏航角度基本同步發(fā)生變化,偏航速率均值為-0.004 4 rad·s-1,說明動(dòng)態(tài)調(diào)整偏航余壓的控制方式可以有效的解決該問題．圖8中偏航角度發(fā)生變化的時(shí)間為184.6 s,較偏航電機(jī)動(dòng)作時(shí)間185.2 s提前了0.6 s左右,但在0.6 s的時(shí)間中,因偏航速率較小,機(jī)組偏航誤差角度較小,不影響機(jī)組正常運(yùn)行,偏航控制時(shí)間和余壓參數(shù)可以不做調(diào)整．

Fig.8 The yaw position and yaw motor action diagram (after)

圖9為更改偏航控制方式后的機(jī)組偏航速率曲線,可見在機(jī)組無偏航請(qǐng)求時(shí),偏航速率無波動(dòng)或是存在小幅短時(shí)速率跳變,說明機(jī)組的偏航余壓足以克服風(fēng)載,機(jī)組不發(fā)生偏航齒圈外齒與減速器外齒撞擊的情況．但在偏航電機(jī)啟動(dòng)瞬時(shí)同樣存在偏航速率突增的情況,因?yàn)槠诫姍C(jī)未采用軟啟動(dòng)控制,直接通過偏航電機(jī)帶動(dòng)偏航齒圈通過齒間嚙合,引起瞬時(shí)嚙合沖擊,但其數(shù)值已經(jīng)明顯變?。谄竭^程中,偏航速率仍有超過-0.007 rad·s-1的時(shí)候,但偏航速率均值基本維持在-0.005 2 rad·s-1左右,比實(shí)施前有明顯改善,其均值滿足機(jī)組控制要求．在偏航動(dòng)作結(jié)束時(shí)瞬時(shí)沖擊引起的偏航速率跳變較小,說明該控制方法可以有效減小偏航速率跳變．

4 結(jié) 論

本文針對(duì)機(jī)組在大風(fēng)條件下機(jī)艙會(huì)出現(xiàn)“跑飛”現(xiàn)象進(jìn)行了研究,通過數(shù)據(jù)分析,給出了基于風(fēng)速條件的偏航余壓閥的動(dòng)態(tài)余壓控制方法,并通過現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組實(shí)測(cè)驗(yàn)證．通過該控制方法分析和現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn),有如下結(jié)論:

(1)基于風(fēng)速條件選擇性調(diào)節(jié)偏航余壓閥開啟時(shí)間來控制偏航余壓值,可以有效解決機(jī)組的“跑飛”現(xiàn)象,減小偏航齒圈與偏航減速器外齒之間的磨損沖擊,提高偏航減速器的使用壽命．

(2)可以有效解決機(jī)組在電機(jī)不偏航時(shí)出現(xiàn)的偏航速率跳變問題,進(jìn)一步減小了偏航齒圈與偏航減速器外齒之間的磨損沖擊,并通過動(dòng)態(tài)調(diào)整余壓值,減少了摩擦片的磨損,延長(zhǎng)了摩擦片更換周期．

(3)該方法可以根據(jù)外界風(fēng)況實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整偏航余壓,節(jié)省了人力成本,同時(shí),避免了人為調(diào)整余壓值為一個(gè)恒定值,不能夠適應(yīng)多種變化風(fēng)況而出現(xiàn)的余壓值調(diào)整不合理的問題．