盾构刀盘驱动用行星齿轮减速器（硕士论文）

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假设我们把额定风速（对应风轮额定转速，也对应风轮最高转速）设计在其中一个“机械点”，那么在整个调速区间中，分流电功率占比最高对应的风叶转速将是额定转速的根号1.75分之一，而发电功率与风叶转速成3次方的关系，因此，最大分流功率时，可以计算得出风机的发电功率为额定功率的43.2%，这个数值乘以上面的最大功率分流比13.9%，就是变流器需要的功率容量，仅需额定功率的6%即可！

也就是说，对于20MW的风力发电机而言，仅需1.2MW的变频器就可以了。严格的证明还需在整个区间考虑风力发电功率的变化。

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考虑到风叶转速的变化导致发电功率的大幅度变化，精确计算分流电功率占额定功率的比例。

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因此，循环功率的利用区间，应以低速端为主，也就是前面帖子中α>1的区间，因为此时风叶功率极小，当然分流支路上的电功率也必然很小。

反之，在高风速区间，由于风叶功率很大，即使不大的分流比，也会导致较大的电功率，因此这段循环功率区间最好不要用，或者仅很小的范围可以加以利用。

如此看来，在“机械点”变比1.75的条件下，实际风机的调速范围达到2.5是没有问题的！

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α>1的区间，如果延伸到很大的范围，可以想见，由于风叶功率成3次方减小，因此，循环功率的绝对数值不会很大，只不过当风叶功率的大部分都成为循环功率时，系统的效率比较低。



图中黄色区域就是正常的无循环功率区间，而褐色区域是低速端延伸区间，也就是有循环功率的区间之一，可见低速端循环功率最大时也不过是4%的额定功率。

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假设风机从额定（最高）转速减速到2.5分之一，那么风叶的功率降低到额定功率的6.4%，而此时循环功率也达到额定功率的约4%，可见大部分风叶功率都进入了循环支路，从而导致大量的损耗，也就是系统效率很低了。

当然，如果进一步降低风叶转速，例如降低到3.5分之一的额定转速，则风叶功率仅有额定功率的2.33%，此时循环功率仍然接近额定功率的4%，也就是说循环功率变得比风叶所获得的功率还大不少，损耗相对占比必然更高，实际上此时发电已经没有什么意义了！

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前面对于ECVT的讨论，都是建立在2个调速电机之间总是一个电动、一个发电这样的模式上，如果不计损耗的话，这两个调速电机之间的功率互相平衡！

如果不局限于ECVT模式，也就是可以工作在调速电机仅发电模式（另一个调速电机不工作），这样的话，在风叶转速很低时也不会有循环功率，也就是系统效率会提高很多。

补充内容 (2024-1-10 09:09):
只能两个调速电机之间没有循环功率，但是实际上跟电网之间还是存在循环功率的。

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在拖拉机、工程机械等要求极宽调速范围的机械传动领域，早就借助液压传动技术实现了功率分流的无级变速方案，甚至实现了“多段式”的无级变速！





风电系统的混合式液压机械无级变速技术.pdf (569.76 KB, 下载次数: 5)

2023-8-1 09:21 上传

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HMCVT方面的一本名著




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