MATLAB小型风力发电系统设计+文献综述(4)
时间:2018-04-28 18:13 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
风力发电机按照它的桨叶的数量进行分类，可以分类成“单叶片”，“双叶片”和“三叶片”以及“多叶片”型风力发电机[19]。若是采用偶数片形状对称扇叶的话，调整叶片的平衡比较困难而且系统还很容易发生共振现象，若是叶片的材质不能够抵抗共振所产生疲劳的话，叶片或心轴将有可能会发生断裂现象， 因此，风机的设计大多都是不对称轴心的奇数片的扇叶设计。轴心不对称的奇数片扇叶这一个原则也已经普遍的在大型风机和各种的扇叶设计中应用[20]。包括家庭常进行使用的电风扇也都是设计成了3叶片，而叶片是鸟翼型的形状，这样的叶片，它的流量大而噪声很低，符合流体力学的原理。因此绝大多数的风扇设计成了三片叶。除此之外，3片叶具有较好的动平衡，因此它不容易发生振荡，能够减少轴承磨损以降低文修的成本延长使用寿命。 风力发电机按照它的风机接受风的方向进行分类，有“上风向型”和“下风向型”两种类型。上风向风机叶轮正面是迎着风向的，它一般需要装有调向装置，这样才能保持叶轮处于迎风位置。而下风向风机的叶轮能够免除调向装置，它背顺着风向能够自动地对准。但是，下风向风机使用过程中由于一部分的空气会通过塔架之后再次地吹向叶轮, 这样的话塔架就会干扰流过叶片的气流而形成影响，这种影响被称为塔影效应[21]。 风力发电机按照风机组结构构中是否包括齿轮箱，可以分类成无齿轮的风力机和有齿轮箱的风力机以及混合驱动型风力机[22]。带齿轮箱的风力发电机是由于它的叶尖 速度的限制，一般有着较慢的风轮旋转速度[23]。风轮直径达到100m以上的时候，风轮的转速一般在15r/min或者更低。为了使减小发电机的体积，必须使发电机的输入转速提高，这个时候就需要使用变速箱来提高转速，这样能够使得发动机的输入转速大幅度地提高，从而使发电机体积就能够设计的尽可能小，以减小成本。 将发电机与叶轮直接连接在一起的风力发电机即为无齿轮箱的风力发电机[24]。由于该种发电机没有齿轮箱，因此它的结构简单，制造和文护方便，所以说无齿轮箱的风力发电机在将来极有可能大幅度地发展，用于海上风力发电机组的使用。 混合驱动型的风力发电机一般采用的是一级齿轮来进行传动，它的齿轮箱的结构简单而且效率高。由于增加了转速，和一般的直驱风力机组的电机相比，尺寸更小，重量也相对更轻。因此，混合驱动型的风力发电机有直驱风力发电机的特点的同时，还有体积小，重量轻的优点，因此它逐渐地成为3GW以上大型的风力机组设计和开发的一种趋势。 风力发电机按照其塔架的不同可以分类成塔筒式风力机和桁架式风力机。国内外绝大多数的风力发电机组都采用的是塔筒式的结构，该种结构优点是它的刚性较好，且安装文修人员登塔相对安全，同时它的连接部分的螺栓和桁架塔相比较而言少得多，文护工作量少，便于安装以及文修。而桁架式的塔架采用的是类似电力塔的结构形式。该种结构的风阻更小，便于运输。但是，桁架式的塔架的组装比较复杂，每年都需要紧固塔架的螺栓，该工作量很大[25]。因此在我国这种结构的机型，相对来说更适合供南方海岛的风力发电机组使用，尤其是在风向不稳定，阵风大的风场，桁架塔能够更好地吸收风力机组运行过程中所产生的震动与扭矩。 1.2.2按风力机功率调节方式分类 风力发电机按照其功率的调节方式，可以分为变桨距型风力发电机，定桨距时速调节型风力发电机，独立变桨型风力发电机和主动失速型风力发电机[26]。 (责任编辑：qin) |