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《垂直軸風力發(fā)電機的建模與變槳距研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、垂直軸風力發(fā)電機的建模與變槳距研究鄭旭陽。等垂直軸風力發(fā)電機的建模與變槳距研究ModelingofVerticalAxisWindTurbineandResearchontheVariablePitch那越陽辦志旌糾主群餳圈韜(太原科技大學電子信息工程學院，山西太原030024)摘要：定槳距垂直軸風力發(fā)電機存在啟動轉(zhuǎn)矩小和輸出效率低的缺點。為了改善垂直軸風電機組的輸出特性，在靜止和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，對6葉片H型垂直軸風力發(fā)電機的風輪的受力情況進行了分析。首先建立了H型垂直軸風力機模型，然后對單個葉片變槳距與定槳距下的受力進行了分析．進而對6葉片風力機受力進
2、行了分析。理論分析和仿真結果表明，葉片通過采取變槳距控制，不但有效地改善了H型垂直軸風力機的啟動性能，并且減小了輸出振動。因此，所提出的變槳距控制方法是可行的。關鍵詞：發(fā)電機受力分析建模仿真變槳距Matlab中圖分類號：TK89文獻標志碼：AAbstract：Thefixedpitchverticalaxiswindturbine(VAwT)featuresdisadvantagesoflowstartuptorqueandinefficientoutput，inordertoimprovetheoutputcharacteristicsofVAWT
3、。theforcedconditionaboutsix—bladeH—typeVAWrisanalyzedunderstationaryandtherotatingstates．Firstly。themodelofH—typeVAWTisestablished。thentheforcedconditionsofsinglebladeunderfixedpitchandvariablepitchareanalyzed，thustheforcedconditionofsix—bladewindturbineisanalyzed．Thetheoretica
4、lanalysisandsimulationresultindicatethatthroughvariablepitchcontrol-thestartupperformanceoftheH·typeVAWTiseffectivelyimproved，inaddition，theoutputvibrationisdecreased，thusthevariablepitchcontrolmethodproposedisfeasible．Keywords：GeneratorAnalysisofforcedconditionModelingsimulati
5、onVariablepitchMatlab0引言近年來，垂直軸風力發(fā)電機以其安裝成本低、維修方便、不需要偏航裝置以及易于與建筑集成等優(yōu)點，越來越受到國內(nèi)外專家的青睞與關注。垂直軸風力發(fā)電機是指風輪旋轉(zhuǎn)軸與地面垂直的發(fā)電機．可分為阻力型(S型)和升力型(Darrieus型)兩類，其中，Darrieus型垂直軸分風力發(fā)電機又分為中型、H型、V型、菱型等類型?。目前，垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)大多采用定槳距的結構，導致系統(tǒng)啟動性能差、風能利用系數(shù)較低，阻礙了垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展。本文將變槳距控制技術應用于垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)，以提高其自啟動能力和風能利用系數(shù)，進
6、而促進垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展。中型風輪由于采用Troposkien曲線葉片，不便進行變槳距研究。下文重點對H型垂直軸風力發(fā)電機的變槳距進行研究。山西省青年科研基金資助項目(編號：20090210142)；山西省高等學校科研開發(fā)基金資助項目(編號：2010016)；太原科技大學博士基金資助項目(編號：20122018)。修改稿收到日期：2012一lO—09。第一作者鄭旭陽(1987一)，女．現(xiàn)為太原科技大學電控制理論與控制工程專業(yè)在讀碩士研究生：主要從事新能源、風力發(fā)電技術的研究。1垂直軸風力發(fā)電機的受力分析風輪的受力分析決定了H型垂直軸風力發(fā)電機模
7、型的建立以及槳距角的變化．因此，本文首先對H型垂直軸風力發(fā)電機的6個葉片及整個風輪的受力情況進行了分析。1．1風輪不變槳時的受力分析假定葉片1所處的位置為方位角90。，葉片受力分析如圖1所示。葉葉片4圖1垂直軸風力機風輪示意圖Fig．1SchematicdiagramofbladesofVAWr當風輪靜止時，相當于切向速度K=0，這時相對風速形與來流風速y一致，葉片1、葉片4只受軸向力，不受使風輪旋轉(zhuǎn)的切向力；其余4個葉片均產(chǎn)生轉(zhuǎn)52PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL34No．9September2013垂直軸風力
8、發(fā)電機的建模與變槳距研究鄭旭陽。等矩力，但是很小。此時葉片的攻角很大，甚至大于失速攻角，使得風力機的啟動轉(zhuǎn)矩
