风力发电机液压变桨蓄能器的优化设计

风力发电机液压变桨系统面临的一个重大挑战是，如何在任何工况下都能进行动态变桨并尽可能地缩小液压部件的尺寸。为此，丹麦Fritz Schur Energy A/S（简称FSE*）的工程师研发了一套先进的蓄能器仿真工具，优化了蓄能器的设计和尺寸。本文介绍了FSE仿真工具是如何模拟蓄能器的工作性能的。
　　同时也显示了与传统工具相比较的优势。
　　1. 一般介绍
　　风力发电机的液压变桨系统要求有在失电情况下能够紧急收桨的安全系统。蓄能器(图1 ) 就用于实现这一功能。蓄能器是以气体压力的形式进行液压储能的重要液压部件。
　　图2 是风机每个桨叶的变桨液压原理简图。在紧急情况下变桨系统需要能够在最长10 秒的时间内提供每个桨叶10 ～ 25 升的液压油。因此需要在-30℃～ +50℃环境温度条件下，准确计算蓄能器的尺寸。为了准确计算蓄能器尺寸，需要气体动力学数学模型。
　　此前出现了很多相关数学模型及其验证。然而实践证明，这些模型在低温区域的准确性都不理想。
　　液压系统的现代计算分析的另一个重要方面，是仿真运行所需要的时间。监测整个系统的仿真过程发现，蓄能器模型要求最小的时间步长。因此减少模拟时间需要更快的蓄能器数学模型。这也是FSE 开发这一仿真工具的重要目的。

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