[发明专利]风机叶片在叶轮旋转平面的三阶频率振动抑制系统及方法

权利要求书

1.一种风机叶片在风机叶轮旋转平面的三阶频率振动抑制系统，其特征在于，所述振动抑制系统包括：

发电机转速测量模块，安装在风机机舱内，测量发电机转速，以获得发电机转速测量值；

比较器，将发电机转速测量值与发电机转速设定值进行比较；

比例积分控制器，接收比较器的比较结果，对所述比较结果进行比例积分运算，得到发电机电磁扭矩的第一控制输入值；

带通滤波器，对发电机转速测量值进行带通滤波，从发电机转速测量值中提取出风机叶片在风机叶轮旋转平面的三阶固有频率信号；

微分模块，对带通滤波器的带通滤波结果进行微分运算；

比例增益模块，对微分模块的微分运算结果进行比例增益放大，得到发电机电磁扭矩的第二控制输入值；

加法器，将发电机电磁扭矩的第一控制输入值和发电机电磁扭矩的第二控制输入值进行叠加，得到发电机电磁扭矩给定值，所述发电机电磁扭矩给定值用于控制风机的电磁扭矩，从而降低风机叶片在风机叶轮旋转平面的三阶频率振动幅度。

2.根据权利要求1所述的振动抑制系统，还包括：第一低通滤波器，连接在发电机转速测量模块和比较器之间，对发电机转速测量值进行低通滤波，将低通滤波的结果提供给比较器，以与发电机转速设定值进行比较。

3.根据权利要求1所述的振动抑制系统，还包括：第二低通滤波器，连接在比例积分控制器和加法器之间，对比例积分控制器的比例积分结果进行低通滤波，将低通滤波的结果提供给加法器作为发电机电磁扭矩的第一控制输入值。

4.根据权利要求1所述的振动抑制系统，其特征在于，带通滤波器的传递函数是其中，s表示复变量，ξ表示阻尼系数，ω表示角频率。

5.一种风机叶片在风机叶轮旋转平面的三阶频率振动抑制方法，其特征在于，所述方法包括：

测量发电机转速，以获得发电机转速测量值；

将发电机转速测量值与发电机转速设定值进行比较；

对所述比较结果进行比例积分运算，得到发电机电磁扭矩的第一控制输入值；

对发电机转速测量值进行带通滤波，从发电机转速测量值中提取出风机叶片在风机叶轮旋转平面的三阶固有频率信号；

对带通滤波结果进行微分运算；

对微分运算结果进行比例增益放大，得到发电机电磁扭矩的第二控制输入值；

将发电机电磁扭矩的第一控制输入值和发电机电磁扭矩的第二控制输入值进行叠加，得到发电机电磁扭矩给定值，所述发电机电磁扭矩给定值用于控制风机的电磁扭矩，从而降低风机叶片在风机叶轮旋转平面的三阶频率振动幅度。

6.根据权利要求5所述的振动抑制方法，其特征在于，对发电机转速测量值进行低通滤波，将低通滤波的结果与发电机转速设定值进行比较。

7.根据权利要求5所述的振动抑制方法，其特征在于，对比例积分结果进行低通滤波，将低通滤波的结果作为发电机电磁扭矩的第一控制输入值。

8.根据权利要求5所述的振动抑制方法，其特征在于，带通滤波的传递函数是其中，s表示复变量，ξ表示阻尼系数，ω表示角频率。