甘敬松，刘炳锋

GAN Jing-song1, LIU Bing-feng2

（1. 武汉数字工程研究所，武汉 430074；2. 华电郑州机械设计研究院有限公司，郑州 450009）

0 引言

兆瓦级变速恒频风力发电系统中电动变桨技术是关键技术。变桨距是指大型风力发电机安装在轮毂上的叶片借助控制技术和动力系统改变桨距角的大小从而改变叶片气动特性，使桨叶和整机的受力状况大为改善[1]。变桨伺服控制系统作为风力发电控制系统的外环，在风力发电机组的控制中起着十分重要的作用。它控制风力发电机组的叶片节距角可以随风速的大小进行自动调节。在低风速起动时，桨叶节距可以转到合适的角度，使风轮具有最大的起动力矩；当风速过高时，通过调整桨叶节距，改变气流对叶片的攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，使发电机功率输出保持稳定。

变桨系统对三个变桨电机的速度跟随和位置跟踪要求极高，电机空载情况下无法准确判断变桨电控系统是否达到设计要求。本文设计了一种基于直流发电机加载方案用来检测和评价变桨系统的控制效果。其能够在三个变桨电机轴上同时加载模拟因桨叶负荷和风力负荷而产生的力矩，亦可以模拟突然的暴风环境下的负荷加载情况。在3000rpm情况下扭矩可以达到95.5Nm，1500rpm以下恒扭矩191Nm，可以满足3MW风机变桨系统额定风况和突然暴风环境下的模拟测试。

1 加载系统介绍

目前应用较为广泛的加载系统是传统的水力、电涡流加载方案。水力、电涡流方案的基本原理是将被测试设备产生的机械能转化为热能由水冷却后把热量带走，被测试设备发出的能量不能回收，转换过程中亦需要耗费能量。……