浓缩风能型风力发电机相似模型的功率输出特性对比实验研究

【摘要】： 本课题来源于内蒙古自治区工业科技攻关项目《新型(600-1000W)风力发电机的研制》,采用车载法对浓缩风能型风力发电机相似模型的功率输出特性进行实验研究,对实验结果进行对比分析,得出模型的结构参数与功率输出之间的关系。 根据前期研究基础(气动特性实验的结果),在三种风速下,相似模型平均流速最高的断面为中央圆筒的出口处(断面5),其次为中央圆筒的原叶轮安装处(断面4)、中央圆筒的入口处(断面3)。但从离模型壁面距离最近的径向测试点1、6的沿轴向流速分布情况来看,这两个测试点均是在断面3的流速最高,其次是断面4、断面5。由此可以思考:在模型的中央圆筒的断面3、断面4和断面5,哪个断面输出功率比较高? 选用两套直径均为860mm的六叶片叶轮,并选用效率为65%的100W永磁交流发电机,在浓缩风能型风力发电机相似模型内,分别将两套叶轮及发电机置于中央圆筒的三个不同断面,进行了功率输出特性实验,实验结果证明:叶轮1的起动风速为2.7m/s,叶轮2的起动风速为2.0m/s,当负载为电阻时,叶轮1在风速为10.36m/s时达到额定输出,叶轮2在风速为9.70m/s时即可达到额定输出。负载为电阻或蓄电池,两套叶轮均是断面3的功率输出最高,其次是断面4,最低的是断面5。此实验结果对于优化浓缩风能型风力发电机设计、提高机组性价比具有重要参考价值。 【关键词】：浓缩风能 相似模型 气动特性 功率特性 风力发电机
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 引言8-12
• 1.1 风力发电技术概述8
• 1.2 风力发电发展现状及趋势展望8-10
• 1.2.1 国内8-10
• 1.2.2 国外10
• 1.3 本课题的研究内容和意义10-12
• 1.3.1 本课题的研究内容10-11
• 1.3.2 本课题的研究意义11-12
• 2 浓缩风能型风力发电机概述12-19
• 2.1 浓缩风能型风力发电机的发展现状12-13
• 2.2 浓缩风能型风力发电机的特点13
• 2.3 浓缩风能理论分析13-15
• 2.4 浓缩风能装置流场的理论分析15-19
• 2.4.1 截面变化对气流参数的影响15-17
• 2.4.2 边界层分离17-19
• 2.4.3 浓缩风能型风力发电机的结构原理19
• 3 风力机特性及相似模型19-31
• 3.1 风速的分布19-20
• 3.2 风力机特性系数20-23
• 3.2.1 风能利用系数20
• 3.2.2 叶尖速比20-21
• 3.2.3 转矩系数21-22
• 3.2.4 风轮空气动力特性22-23
• 3.3 定桨距风力发电机组的特点23-25
• 3.3.1 风轮结构23
• 3.3.2 功率输出特性23-24
• 3.3.3 节距角与额定转速的设定对功率输出的影响24-25
• 3.4 风力发电机的输出效率25-26
• 3.5 浓缩风能型风力发电机相似模型概述26-31
• 3.5.1 浓缩风能型风力发电机相似模型26-27
• 3.5.2 浓缩风能型风力发电机相似模型的气动特性实验研究27-31
• 4 浓缩风能型风力发电机相似模型功率输出特性实验研究31-48
• 4.1 100W 永磁发电机输出特性实验31-33
• 4.1.1 实验方案31
• 4.1.2 测量仪器31-32
• 4.1.3 实验结果与分析32-33
• 4.2 起动风速实验33-34
• 4.3 浓缩风能型风力发电机相似模型的功率输出特性实验研究34-48
• 4.3.1 车载法实验方案34-37
• 4.3.2 叶轮1 分别置于三个断面的功率输出特性实验结果与分析37-43
• 4.3.3 叶轮2 分别置于三个断面的功率输出特性实验结果与分析43-48
• 5 结论与讨论48-50
• 5.1 结论48-49
• 5.2 讨论49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-54
• 附录54-55
• 作者简介55

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