低風速小型永磁風力發(fā)電機葉片及支承的研究與設計.pdf

1、風能是綠色可再生能源。在當今世界能源短缺，同時又突出強調(diào)環(huán)保的情況下，大力開發(fā)風能資源是普遍的趨勢和潮流。降低風力發(fā)電機的啟動風速可以更充分的利用風能資源，而葉片和主軸的支承是影響風力發(fā)電機啟動風速的主要因素之一，由此開展對風力發(fā)電機葉片和主軸支承方式的研究具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 介紹了幾種葉片的設計理論，貝茨理論表明風力發(fā)電機的最大風能利用系數(shù)為0.593，至今都沒有風力發(fā)電機能超過這個極限；介紹了葉素理論，通過葉素理論的

2、假設條件推導出了葉素的受力情況和葉素上的軸向風輪轉矩。介紹了渦流理論，渦流理論是經(jīng)過風輪后以及風輪上方氣流的漩渦與相似導線的磁場理論得到的，其結論和貝茨理論一致。
　　 在葉片的技術方面本文主要介紹了翼型的相關基本概念以及NACA系列翼型和風力發(fā)電機專用翼型，并利用CFD軟件Fluent對兩種NACA系列翼型進行了氣動性分析，包括對壓力場、速度場以及升阻比特性的對比分析，并對翼型進行了改進設計使其更能滿足低風速啟動的要求。將新翼

3、型與原來的翼型進行對比分析，確定適合的翼型。根據(jù)貝茨理論，采用設計的翼型對葉片進行實體建模和有限元分析。
　　 為了降低風力發(fā)電機的啟動阻力矩，在小型風力發(fā)電機中采用永磁軸承的支承方式。對永磁軸承進行有限元分析得到內(nèi)外磁環(huán)之間的徑向偏移對永磁軸承的徑向力和軸向力的影響，根據(jù)分析結果對永磁軸承進行結構設計。通過兩臺采用不同支承方式的風力發(fā)電機的對比實驗分析了磁懸浮支承對風力發(fā)電機啟動阻力矩的影響。
　　 設計低風速小型磁懸