傘形風(fēng)力機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)東南沿海臺(tái)風(fēng)多發(fā)的自然條件，對(duì)小型風(fēng)力機(jī)的控制要求提出了更高的設(shè)計(jì)要求。由于自然風(fēng)況的變化無(wú)常，在風(fēng)速猛烈或風(fēng)向變化劇烈的情況下，傳統(tǒng)的控制方式極容易導(dǎo)致小型風(fēng)力機(jī)葉片受損，或者風(fēng)輪轉(zhuǎn)速過(guò)高，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)燒毀。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)等極端氣候方面存在的缺陷和不足，本課題將參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制一種安全、高效的具有傘形調(diào)節(jié)功能的新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的控制機(jī)構(gòu)，涉及到多方面的理論知識(shí)，本文以5kW傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為例，詳

2、細(xì)介紹了傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計(jì)算和系統(tǒng)搭建，后期對(duì)傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的可靠性和控制性能進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)和風(fēng)洞試驗(yàn)。
　　本研究首先分析了傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制理論，計(jì)算得到不同風(fēng)輪收縮角下的功率值。介紹傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)組成，依據(jù)傘形風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，參考GB/T17646-2013標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算傘形風(fēng)力機(jī)的常規(guī)載荷，并針對(duì)傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的特殊載荷進(jìn)行分析計(jì)算。根據(jù)計(jì)算得到的載荷極值對(duì)傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的危險(xiǎn)部件進(jìn)行強(qiáng)度校核和疲勞循環(huán)次數(shù)校核。其次，分析

3、傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制策略，計(jì)算得到傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作行程為224mm,動(dòng)作角度范圍為0°-60°。依據(jù)計(jì)算得到的傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作所需的最大推力33kN，設(shè)計(jì)的電動(dòng)推桿推力為40kN,滿(mǎn)足傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力需求。根據(jù)傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制策略，選擇相應(yīng)的電子元件，搭建傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)。最后，在試驗(yàn)臺(tái)架模擬傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的極端轉(zhuǎn)速404 r/min時(shí)，傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠保證正常的工作。在風(fēng)洞中對(duì)傘形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制性能的進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示傘形風(fēng)