傘形風力機調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計計算與實驗研究.pdf

1、我國東南沿海臺風多發(fā)的自然條件，對小型風力機的控制要求提出了更高的設(shè)計要求。由于自然風況的變化無常，在風速猛烈或風向變化劇烈的情況下，傳統(tǒng)的控制方式極容易導(dǎo)致小型風力機葉片受損，或者風輪轉(zhuǎn)速過高，導(dǎo)致風力發(fā)電機燒毀。針對現(xiàn)有技術(shù)在應(yīng)對臺風等極端氣候方面存在的缺陷和不足，本課題將參考相關(guān)標準研制一種安全、高效的具有傘形調(diào)節(jié)功能的新型風力發(fā)電機。傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)是一個復(fù)雜的控制機構(gòu)，涉及到多方面的理論知識，本文以5kW傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的設(shè)計為例，詳

2、細介紹了傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)計算和系統(tǒng)搭建，后期對傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的可靠性和控制性能進行了臺架試驗和風洞試驗。
　　本研究首先分析了傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的控制理論，計算得到不同風輪收縮角下的功率值。介紹傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)組成，依據(jù)傘形風力機的設(shè)計參數(shù)，參考GB/T17646-2013標準計算傘形風力機的常規(guī)載荷，并針對傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的特殊載荷進行分析計算。根據(jù)計算得到的載荷極值對傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的危險部件進行強度校核和疲勞循環(huán)次數(shù)校核。其次，分析

3、傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的控制策略，計算得到傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的動作行程為224mm,動作角度范圍為0°-60°。依據(jù)計算得到的傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)動作所需的最大推力33kN，設(shè)計的電動推桿推力為40kN,滿足傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的動力需求。根據(jù)傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的控制策略，選擇相應(yīng)的電子元件，搭建傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的控制系統(tǒng)。最后，在試驗臺架模擬傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)的極端轉(zhuǎn)速404 r/min時，傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)能夠保證正常的工作。在風洞中對傘形調(diào)節(jié)機構(gòu)控制性能的進行測試，測試數(shù)據(jù)顯示傘形風