小型直翼立軸風力機設(shè)計與變槳距控制研究.pdf

1、隨著石油等不可再生能源供需矛盾的加劇，開發(fā)可再生新能源成為各國戰(zhàn)略研究趨勢，而風能因為其具有資源豐富、開發(fā)性價比高、無污染等優(yōu)點從而成為最具開發(fā)價值的綠色新能源之一。相對于發(fā)展成熟的水平軸風力機，直翼立軸風力機具有結(jié)構(gòu)簡單重心低、無對風裝置、易安裝維護等優(yōu)點受到關(guān)注，但是局限于啟動性能差、風能利用率低等缺點無法得到廣泛商業(yè)應(yīng)用。針對直翼立軸風力機存在的問題本文設(shè)計了一種可變槳距直翼立軸風力機，通過變槳距規(guī)律的應(yīng)用提升風力機啟動性能和低風

2、速下風能利用率。
　　根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，在分析直翼立軸風力機運行原理的基礎(chǔ)上完成了一種可變槳距小型直翼立軸風力機機電一體設(shè)計方案，結(jié)構(gòu)方案設(shè)計包括傳動設(shè)計、變槳距機構(gòu)設(shè)計等，控制系統(tǒng)方案設(shè)計包括變槳伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信與采集等硬件軟件設(shè)計。
　　通過對直翼立軸風力機運動與受力分析，在理論上驗證了變槳距對直翼立軸風力機性能有提高作用，并基于ANSYS Workbench完成了所設(shè)計風力機強度、剛度、模態(tài)等結(jié)構(gòu)性能分析與校核。<

3、br>　　通過對變槳距原理分析與槳葉氣動實驗相結(jié)合的方式完成了變槳距規(guī)律設(shè)計驗證與優(yōu)化，基于MATLAB Simulink工具對變槳距控制系統(tǒng)進行建模仿真，完成對控制系統(tǒng)參數(shù)模擬調(diào)節(jié)驗證了變槳距規(guī)律應(yīng)用可行性，并對變槳距存在誤差進行了分析。
　　完成變槳距直翼立軸風力機樣機研制與實驗平臺搭建，基于 DESPACE半物理仿真平臺在風場下對其變槳距閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)并通過實際相位補償實驗提高變槳跟隨性能，通過對比實驗驗證了直翼立