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《哈尔滨工业大学》 2012年
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一种升阻复合型风力发电机的设计

王一建  
【摘要】:风力发电机是开发利用风能的关键设备,主要分为水平轴和垂直轴两种机型,其中垂直轴风力发电机可以分为升力型风力发电机与阻力型风力发电机。阻力型风力发电机与升力型风机相比具有启动力矩大、启动风速低得优点,而升力型风力发电机则具有风能利用系数高的优势。对比两种风力发电机后发现垂直轴风力发电机的两种机型的优缺点能够相互补充,因此选择将两种风力发电机结合起来设计一款即可以在低风速下启动,又能够具有较大的风能利用系数的升阻复合型风力发电机。 本文对风力发电机的启动阶段阻力矩进行了研究。确定了风力发电机启动阶段主要克服的阻力矩为传动系统的摩擦力矩与发电机的启动力矩。并且通过Fluent软件仿真的方法证明了升力型风机无法自行启动,而阻力型风力发电机的启动力矩很大。本文对一台额定功率为1kW的组合型风力发电机进行了设计。在设计过程中,首先根据阻力型风机所能够提供的启动力矩对两种不同形式的风轮进行了功率分配,确定两种风轮各自的额定发电功率。其次对两种风轮进行了设计,确定了升力型风轮的支撑臂方案以及阻力型风轮的叶片数级数,并确定了升力型与阻力型风轮的具体尺寸参数。最后对组合型风机所特有的轴中轴传动系统进行了设计以及对主要部件进行了校核。本文通过软件仿真的方式,证明了所设计的复合型风力发电机的确能够改善垂直轴升力型风力发电机自启动性能差的缺点。 本文通过对复合型风力发电机的设计研究证明了升阻复合型风力发电机的确能够改善升力型风力发电机的自启动性能。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM315

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