小型直翼立軸風(fēng)力機(jī)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(fēng)能因?yàn)槠渚哂匈Y源豐富、開發(fā)性價比高、無污染等優(yōu)點(diǎn)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(fēng)力機(jī)，直翼立軸風(fēng)力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單重心低、無對風(fēng)裝置、易安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)受到關(guān)注，但是局限于啟動性能差、風(fēng)能利用率低等缺點(diǎn)無法得到廣泛商業(yè)應(yīng)用。針對直翼立軸風(fēng)力機(jī)存在的問題本文設(shè)計了一種可變槳距直翼立軸風(fēng)力機(jī)，通過變槳距規(guī)律的應(yīng)用提升風(fēng)力機(jī)啟動性能和低風(fēng)

2、速下風(fēng)能利用率。
　　根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，在分析直翼立軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上完成了一種可變槳距小型直翼立軸風(fēng)力機(jī)機(jī)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(jī)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(fēng)力機(jī)運(yùn)動與受力分析，在理論上驗(yàn)證了變槳距對直翼立軸風(fēng)力機(jī)性能有提高作用，并基于ANSYS Workbench完成了所設(shè)計風(fēng)力機(jī)強(qiáng)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(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式完成了變槳距規(guī)律設(shè)計驗(yàn)證與優(yōu)化，基于MATLAB Simulink工具對變槳距控制系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，完成對控制系統(tǒng)參數(shù)模擬調(diào)節(jié)驗(yàn)證了變槳距規(guī)律應(yīng)用可行性，并對變槳距存在誤差進(jìn)行了分析。
　　完成變槳距直翼立軸風(fēng)力機(jī)樣機(jī)研制與實(shí)驗(yàn)平臺搭建，基于 DESPACE半物理仿真平臺在風(fēng)場下對其變槳距閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)并通過實(shí)際相位補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)提高變槳跟隨性能，通過對比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了直翼立