低風(fēng)速小型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及支承的研究與設(shè)計.pdf

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

2、假設(shè)條件推導(dǎo)出了葉素的受力情況和葉素上的軸向風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩。介紹了渦流理論，渦流理論是經(jīng)過風(fēng)輪后以及風(fēng)輪上方氣流的漩渦與相似導(dǎo)線的磁場理論得到的，其結(jié)論和貝茨理論一致。
　　 在葉片的技術(shù)方面本文主要介紹了翼型的相關(guān)基本概念以及NACA系列翼型和風(fēng)力發(fā)電機(jī)專用翼型，并利用CFD軟件Fluent對兩種NACA系列翼型進(jìn)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(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計使其更能滿足低風(fēng)速啟動的要求。將新翼

3、型與原來的翼型進(jìn)行對比分析，確定適合的翼型。根據(jù)貝茨理論，采用設(shè)計的翼型對葉片進(jìn)行實(shí)體建模和有限元分析。
　　 為了降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動阻力矩，在小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中采用永磁軸承的支承方式。對永磁軸承進(jìn)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(jié)果對永磁軸承進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過兩臺采用不同支承方式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的對比實(shí)驗(yàn)分析了磁懸浮支承對風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動阻力矩的影響。
　　 設(shè)計低風(fēng)速小型磁懸