傘形風力機調節(jié)機構的設計計算與實驗研究.pdf

1、我國東南沿海臺風多發(fā)的自然條件，對小型風力機的控制要求提出了更高的設計要求。由于自然風況的變化無常，在風速猛烈或風向變化劇烈的情況下，傳統(tǒng)的控制方式極容易導致小型風力機葉片受損，或者風輪轉速過高，導致風力發(fā)電機燒毀。針對現(xiàn)有技術在應對臺風等極端氣候方面存在的缺陷和不足，本課題將參考相關標準研制一種安全、高效的具有傘形調節(jié)功能的新型風力發(fā)電機。傘形調節(jié)機構是一個復雜的控制機構，涉及到多方面的理論知識，本文以5kW傘形調節(jié)機構的設計為例，詳

2、細介紹了傘形調節(jié)機構的結構計算和系統(tǒng)搭建，后期對傘形調節(jié)機構的可靠性和控制性能進行了臺架試驗和風洞試驗。
　　本研究首先分析了傘形調節(jié)機構的控制理論，計算得到不同風輪收縮角下的功率值。介紹傘形調節(jié)機構的主要結構組成，依據(jù)傘形風力機的設計參數(shù)，參考GB/T17646-2013標準計算傘形風力機的常規(guī)載荷，并針對傘形調節(jié)機構的特殊載荷進行分析計算。根據(jù)計算得到的載荷極值對傘形調節(jié)機構的危險部件進行強度校核和疲勞循環(huán)次數(shù)校核。其次，分析

3、傘形調節(jié)機構的控制策略，計算得到傘形調節(jié)機構的動作行程為224mm,動作角度范圍為0°-60°。依據(jù)計算得到的傘形調節(jié)機構動作所需的最大推力33kN，設計的電動推桿推力為40kN,滿足傘形調節(jié)機構的動力需求。根據(jù)傘形調節(jié)機構的控制策略，選擇相應的電子元件，搭建傘形調節(jié)機構的控制系統(tǒng)。最后，在試驗臺架模擬傘形調節(jié)機構的極端轉速404 r/min時，傘形調節(jié)機構能夠保證正常的工作。在風洞中對傘形調節(jié)機構控制性能的進行測試，測試數(shù)據(jù)顯示傘形風