垂直轴风机变桨距研究现状

www.sjzfengji.comwww.sjzfengji.com早期人们利用风能主要是帆布型风车,帆布一般是覆盖在木格结构上的,而且人们想出了各种方法来增加或者减少传递到风车上风力的大小,最主要的一种就是改变暴露在风中的帆布的多少。所以只用部分帆布覆盖木格的话,在强风中,风车就依旧能够运行。相反,风力较弱的时候,就应该要较大的帆布覆盖面积。改变叶片的迎风面积,实现对风能的利用控制。但是用调整帆布覆盖面积的方法来改变一般的受风面积,还是太费时间,有时也很危险。强风可能还是会以难以预料的方式使一般加速旋转,而且来势迅猛时,操作者难以及时作出反应。后来人们做出了一项新的发明:用一种装在弹賛上的,看起来像软百叶帘一样的装置代替帆布。弹簧的松紧可以在风车的内部通过操纵杆来调整。如果风势比预计的要猛烈,那么它会把百叶帘吹开,于是风从叶片间溢出,而不产生旋转力。当风力小于预定强度的时候,通过弹簧使百叶帘合上,从而提供一个接受风力的表面[32]。
依托于科技的发展,人们开发出了各种能够实现更加智能利用风能的风力机,而不是通过手动调节,改变叶片迎风面积的手段变得愈加强大。由此理念被开发的风力机,以实现叶片攻角为目的的风力机被称作变桨距风力机。变奖距水平轴风力机,在高风速下能够主动改变叶片迎角,而迎角的变化直接影响了风机的输出功率。除了对于功率的影响,改变迎角还有好多其他功能。例如在风机准备开始工作时,较大的正桨距角可以获得最佳的启动力矩,而当风机准备停机时,桨距角一般会被调整到90度,这样可以保证风车在刹车的过程获得最小的空气动力,该动作状态叫做顺桨。随着应用的日益成熟,大多数的水平轴风力机具备变桨功能。垂直轴风力机的气动特性较水平轴复杂的多,而且垂直轴风力机在旋转的过程中叶片的攻角是随时发生变化的,而且相对水平轴风力机说垂直轴风机叶片的形状也是种类繁多,所以垂直轴风力机的变桨规律更加难以把握。但是,由于垂直轴风力机的广泛应用前景,随着垂直轴风力机的研究不断深入,研究者们开始把精力放在变桨距垂直轴风机上,这样有助于垂直轴风机更有效的利用风能。目前垂直轴变奖距的方式主要是通过靠伺服电机驱动来完成的,在不同的风速和负载的情况下,控制器会分析优化出最佳运行状态下的桨距角,并最后发出动作指令。同时,指令的完成执行需要四杆机构,或者曲柄滑块机构,凸轮机构等机械机构来协调。
3.2变奖距执行机构石家庄风机
所谓变桨距执行机构,是风机叶片发生攻角变化所依赖的动力以及机构。当实际风速大于额定风速,或者风力机实际功率大于额定功率时,叶片的桨距角会增大,使得风轮的迎风面积相对减小,风机叶片的转速下降,功率也维持在额定功率,不至于失控。每个叶片采用独立的变桨距执行机构已然成为大容量风力机的必然趋势。由此带来的好处是,独立控制的变桨动作取代了大型的刹车机构。通常情况下,每台风力机需要两组刹车机构来保证安全,在突发风机故障时,可以做到万无一失。而如果每一部桨叶都分别拥有气动刹车的功能,那么即使其中一个奖叶刹车失效的情况下,剩余的叶片依然可以通过调节桨距角,来实现气动范畴下的刹车。如此,在风机失效,需要维修的时候,叶轮可以从一个低速的状态下实现停车,这样可以为维修人员插入叶轮锁定装置提供更长的时间。然而变桨距风力机需要在阵风的工况下,即使做出桨距角调整,否则会弓实际功率的大幅度波动]。