[发明专利]一种永磁发电机组多倍频噪音的消除方法

说明书

本发明公开了一种永磁发电机组多倍频噪音的消除方法，包括：1：使用噪音频谱仪测定机组运行过程中的噪音频谱，确定出存在多倍频噪音的特定功率点；2：使用开环试凑法确定出各特定功率点待注入谐波的最优幅值和最优相位角；3：根据各特定功率点的待注入谐波的最优幅值和最优相位角制作最优谐波注入表；4：在有功电流环给定的基础上，根据最优谐波注入表以变流器开环的方式向各特定功率点平滑注入谐波，同时采用插值查表的方式向非特征功率点平滑注入谐波，注入完成后实现多倍频噪音的消除。该方法通过变流器开环注入谐波的方式能够针对性地消除多倍频噪音，从而保障机组的安全运行。

技术领域

本发明属于永磁发电机组技术领域，具体涉及一种永磁发电机组多倍频噪音的消除方法。

背景技术

随着风电机组容量不断增加，双馈风力发电机组齿轮箱的高速传动部件故障问题日益突出，使得没有齿轮箱的低速永磁直驱风力发电系统应运而生。但随着发电机功率越来越大，发电机极对数也越来越多，发电机绕组产生的径向力无法完全抵消，从而导致发电机存在轻微振动。当发电机与机舱、塔筒、变流器形成一个系统后，在特定功率下会呈现振动和噪音特别大的情况，严重影响风力发电机组的安全运行。

进一步的，经测试发现某低速永磁发电机组并网运行过程中在1100KW、1700KW、2100KW等功率段会出现较大的多倍频（主要是6倍频及其整数倍倍频）噪音，而机组空转时未出现多倍频噪音。经检测该多倍频噪音是从发电机发出，经机舱和塔筒放大后形成的。电机的噪音源主要有电磁噪声、机械噪声和通风噪声，由于空转时未出现多倍频噪音，进而排除机械和通风噪声的影响；电机在运行过程中存在基波磁场和一系列谐波磁场，这些磁场相互作用，不仅会产生电磁转矩，还会产生随空间和时间变化的径向电磁力，这些电磁力作用在定子铁心上使铁心产生径向形变，引起电机的振动和噪音。理论上解决这种振动和噪音的问题都是从电机入手进行有限元建模分析，但是这种方法非常复杂，对模型的准确性要求很高

另外，为了有效降低噪音，公开号为CN107070368A的文献公开了一种电机主动降噪方法及系统，其包括依据变流器的供电参数、变流器供电的电机参数与该参数条件下产生的电机噪音建立谐波与电机噪音之间的对应关系；获取变流器给电机供电时的当前供电参数及当前电机参数；根据当前供电参数、当前电机参数及对应关系确定当前产生噪音的谐波；对变流器进行PWM消谐控制以消除当前产生噪音的谐波。在对电机控制过程中，该技术能够根据当前供电参数及当前电机参数从预先建立的对应关系中确定当前产生噪声的谐波，然后通过对变流器进行PWM消谐控制，来有目地对该谐波进行定向精准的消除，主动降低变流器谐波对电机噪音的影响，实现了主动降噪，降噪效果好。但实际上，该技术中电机的多倍频振动和噪音主要是由多倍频电磁力波产生，电磁力波分为切向和径向，可以通过理论分析建立谐波与切向电磁力波的关系（如公开号为CN107070368A的文献中所述），但是径向电磁力波无法建立与谐波的关系，通常采用有限元仿真的方法得到径向电磁力波，但这种方法非常复杂，仿真与实际误差仍然有待进一步验证，即其效果仍然是不明确的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种永磁发电机组多倍频噪音的消除方法，该方法通过变流器开环注入谐波的方式能够针对性地消除多倍频噪音，从而保障机组的安全运行。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种永磁发电机组多倍频噪音的消除方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：使用噪音频谱仪测定机组运行过程中的噪音频谱，确定出存在多倍频噪音的特定功率点；

步骤2：使用开环试凑法确定出各特定功率点待注入谐波的最优幅值和最优相位角；

步骤3：根据各特定功率点的待注入谐波的最优幅值和最优相位角制作最优谐波注入表；

步骤4：在有功电流环给定的基础上，根据最优谐波注入表以变流器开环的方式向各特定功率点平滑注入谐波，同时采用插值查表的方式向非特征功率点平滑注入谐波，注入完成后实现多倍频噪音的消除。