Gambit+Fluent垂直组合风机叶片选型优化(3)
时间:2018-05-19 15:41 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
发电机是风力发电机最为重要的一部分，包括异步发电机和同步发电机两种。小型的发电机所用的直流发电机，因其结构复杂，文修工程大，慢慢被交流发电机代替。 调速装置是为了保证风机有稳定的输出功率，而使风轮转速保持恒定或不超过某一限制值的装置。此外，当风速较高时，调速装置还可以用来限制功率并减小作用在叶片上的力，比较常用的调速装置主要有固定叶片调速以及可变桨距调速器。通常大型的风机通过电子控制的液压机来控制叶片的桨距。 调向装置是为了使风轮有效地捕捉风能，使风轮基本上始终保持迎风位置而设置的跟踪风向变化的对风装置。下风向的风轮能够自动对准风向，通常不需要调向控制；上风向的风轮则必须通过调向装置来对风。调向装置通常有侧风轮、尾舵、自动对风轮和电动对风装置等。 停车装置则是为了在恶劣天气或风速高于限定的最大风速时，为保护风机安全而控制风机停止工作的装置。通常小型的风机设计有手动的刹车结构，或者采用侧偏停机方式。所谓的侧偏停机方式是指在尾翼上固定一根软绳，拉动尾翼，使风轮侧向于风向，以此来达到停车的目的。对于大中型风机，多采用叶尖气动刹车和机械式刹车所结合的制动系统。 塔架是用于支持风机的结构。除了承受风机的重量外，还要禁受吹向风力的风压和风机运行过程中的载荷。水平轴风机的塔架通常分为桁架型和管柱型。 水平轴风机有可分为升力型和阻力型。其中阻力型旋转速度慢，升力型旋转速度快。一般对于风力发电而言，多采用升力型水平轴风机。大部分水平轴风机装有对风装置，对于大型风机，利用风向传感元件及伺服电动机组成的传动装置来使其随风向改变而转动。对小型风机而言，则采用尾舵来实现对风效果。 目前的水平轴风机主要有全叶变桨距型风机、定桨距失速型风机以及基于变速恒频技术的变速型风机。 全叶变桨距型风机由于可以根据风速变化来调节叶片迎风角，从而具有较好的气动性能，并且功率达到额定功率后的输出功率更为平稳。然而最初的变桨距风机由于叶片变桨系统的可靠性不过关，不断发生事故。直到20世纪90年代，人们改良了变桨距风机，提高了变桨系统的可靠性，变桨距风机才重新得到发展。 定桨距失速型风机由于桨叶和轮毂连接在一起使得桨叶的迎风角不能随风速变化。因为这一特点，定桨距失速型风机的控制系统较为简单。但桨叶得具有自动失速特性，即当风速高于叶轮额定风速时，桨叶必须自动将功率控制在额定功率左右。此外，当风机在运转过程中突甩负荷时，桨叶的制动能力要使风机安全停机。直到20世纪80年代，人们运用叶尖扰流技术才解决了风机的脱网（突甩负荷）问题，从而使定桨距风机得到了迅速发展。 现如今，水平轴风力发电机市场中，变速型风机正逐步占据主流，其特点在于在低风速下通过调整发电机反力矩来改变转速，以达到最佳能量利用率，并且在高风速下利用变桨距系统调整叶片迎流角，使得风机的输出功率平稳在额定功率附近。 (责任编辑：qin) |