水平軸風力機(HAWTs)和立軸風力機(VAWTs)是風力發(fā)電機的兩種基本形式。水平軸風力機由于風能利用系數(shù)較高,是目前的主流風力機,已經(jīng)得到了大規(guī)模的發(fā)展,但是由于水平軸風力機的一些固有特點,如槳葉受力情況復雜、機艙在塔架頂部不易維護等,使得風力發(fā)電的成本較高。與水平軸風力機相比,立軸風力機具有安裝維護方便、噪聲小、葉片受力穩(wěn)定等優(yōu)點。但是風能利用系數(shù)低和起動性能差的問題一直限制著立軸風力機的發(fā)展。 本文依據(jù)立軸風力機的國內(nèi)外發(fā)展狀況,針對立軸風力機的兩個問題,主要對立軸風力機的變槳距規(guī)律控制進行研究,主要研究過程如下： 首先,根據(jù)葉素理論,建立了變槳距風輪的功率模型,并且分析了對稱翼型作為變槳距立軸風力機葉片翼型的合理性；運用Fluent軟件對NACA0015翼型進行二維數(shù)值模擬,并確定了該翼型的氣動參數(shù)。由此為基礎,運用Matlab軟件設計最優(yōu)變槳距規(guī)律程序,獲得若干不同尖速比下的最優(yōu)槳距角規(guī)律,并且確定了各變槳規(guī)律之間的實際控制切換點。 然后,根據(jù)不同的變槳距規(guī)律,提出兩種變槳立軸風力機方案及結構參數(shù),并基于工程上常用的雙多流管理論模型,計算了兩種風輪的瞬時力矩、平均力矩和風能...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 固定葉片型立軸風力機
        1.2.2 變槳距型立軸風力機
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 VAWT變槳距規(guī)律分析
    2.1 VAWT基本理論
        2.1.1 貝茨理論
        2.1.2 葉素理論
    2.2 變槳距風輪功率模型
    2.3 翼型氣動參數(shù)確定
        2.3.1 翼型幾何參數(shù)
        2.3.2 VAWT葉片翼型選擇
        2.3.3 NACA0015翼型氣動性能分析
    2.4 變槳距規(guī)律研究
        2.4.1 最優(yōu)變槳距規(guī)律程序設計
        2.4.2 λ<1最優(yōu)變槳距規(guī)律
1最優(yōu)變槳距規(guī)律">        2.4.3 λ>1最優(yōu)變槳距規(guī)律
    2.5 本章小結
第3章 變槳距VAWT氣動性能分析
    3.1 多流管模型
        3.1.1 單盤面多流管模型
        3.1.2 盤面多流管模型
    3.2 同步變槳VAWT性能分析
        3.2.1 同步變槳VAWT結構參數(shù)
        3.2.2 同步變槳VAWT氣動性能
    3.3 最優(yōu)變槳VAWT性能分析
        3.3.1 最優(yōu)變槳VAWT結構參數(shù)
        3.3.2 最優(yōu)變槳VAWT氣動性能
    3.4 變槳系統(tǒng)能耗分析
        3.4.1 數(shù)值模擬計算
        3.4.2 結果分析
    3.5 本章小結
第4章 同步變槳VAWT系統(tǒng)
    4.1 系統(tǒng)組成
    4.2 系統(tǒng)結構
        4.2.1 同步變槳機構方案分析
        4.2.2 總體結構及工作原理
    4.3 變槳機構控制系統(tǒng)
        4.3.1 控制系統(tǒng)方案
        4.3.2 硬件電路實現(xiàn)
        4.3.3 系統(tǒng)軟件設計
    4.4 發(fā)電機
    4.5 電力變換單元
        4.5.1 AC/DC整流器
        4.5.2 DC/DC變換器
        4.5.3 DC/AC逆變器
    4.6 本章小結
第5章 實驗研究
    5.1 實驗目的
    5.2 實驗系統(tǒng)
        5.2.1 風力機樣機
        5.2.2 變槳控制系統(tǒng)
        5.2.3 軸流風機
    5.3 同步變槳VAWT樣機起動力矩實驗
    5.4 同步變槳VAWT樣機發(fā)電功率實驗
    5.5 最優(yōu)變槳VAWT樣機性能初步測試及展望
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3800567