小型水平轴风力机限速控制机构设计方法的选择

功率 ． 能避开 强 风 ． 制转速 。 又 控
１２ ． 侧 翼 式 风 轮 侧 偏 ［］ ３
在 风 轮 后 扫 略 面 外 ｆ １５ 处 ） 性 连 接 一 个 侧 约 ． 刚 翼 （ 称 风 铲 ） 其 面 积 为 （ ．１ ０Ｏ ） 尾 舵 铰 接 于 风 俗 ， ００ ～ ．３ Ａ ， 轮 后 侧 并 用 调 整 弹 簧 将 它 连 接 到 机 座 上 ． 图 ２所 示 。 见
关键词 ： 限速 控 制 机 分 类 号 ：Ｈ１２ Ｔ １ Ｔ １ ；Ｍ３ ５
文 献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ０ ４ ９ （０ １１－ ０ ３ ０ １０ — ９ ８２ １） ２ ０ ３ － ３
愿 意 采 用 此 种 调 速 方 式 ． 是 它 的 设 计 计 算 比较 复 杂 。 但 风 轮 偏 离 风 向 ６角 后 ． 与 风 向 垂 直 的 扫 掠 面 积 变 为
［ ］ 王科元． ４ 基于 Ｐ０ ｒ Ｅ的渐开线斜齿 轮参数化设计 ［］ ／ Ｊ． 机械设
计 与 制 造 ．０ ５５： — ８ ２０ （ ２ ２ ． ）７ ［ ］ 杨 军 ． 于 Ｐ０Ｅ 的渐 开 线 齿 轮 参 数 化 设 计 ［］ 合 机 床 ５ 基 ｒ／ Ｊ． 组 与 自动 化加 工 技 术 ．０ ５１） ６ １． ２ ０ （０： — ８ １
参 考 文 献
［ ］ 李 世 国 ，李 强 ．ｒ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ ｌｆ ｅ中 文 版 范 例 教 程 １ Ｐ ｏ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ Ｗｉ ｉ ／ ｄｒ 『 ． 京 ： 械 工 业 出版 社 ． ０ ４ Ｍ］ 北 机 ２０．
比 ， 此 ， 变 Ａ 因 改 或 ｃ ， 能 控 制 风 力 机 的 转 速 及 功 ｎ就
率 。风 轮 偏 侧 可 使 Ａ 减 少 ， ｃ 的 改 变 又 可 以 通 过 桨 而 ｎ
叶 变 距 或 失 速 来 实 现 。 样 ， 力 机 的 调 节 方 法 归 纳 起 这 风 来 主 要 有 风 轮 侧 偏 、 距 调 节 和 失 速 控 制 ３种 类 型 ［ 。 变 ２ ］ 本 文 选 用 风 轮 侧 偏 方 式 对 水 平 轴 风 力 机 的 限 速 控 制 机
航模 式 ： 然后 给 出 了尾 舵 回 位 力 矩 精 确 的 计 算 公 式 ， 出 了尾 舵 的 平 衡 力 矩 是 由风 向 和 尾 舵 角 度 之 间产 生 的 气动 力 形 成 指 的； 最后 ， 选择 出适合 于 小 型水 平 轴 风 力 机 限 速 控 制机 构 的设 计 方 法 。
＝ ｐ —
二
风 轮 侧 偏 具 有 结 构 简 单 、 护 方 便 的 特 点 ， 利 于 维 有
（ 广 ａ ）
（ ２）
减 少 故 障 ， 低 制 造 成 本 。所 以 ． 般 风 力 机 制 造 厂 家 降 一
新 疆 工 业 高 等 专 科 学 校 科 研 基 金 项 目 （ 号 ： ００ Ｇ ０ １ １３ ） 编 ２ １ Ｘ Ｚ ８ １２ １
小 型水 平 轴风 力机 限速 控制 机 构 设计 方 法 的选 择 术
口 代元军 口 陆亦工 口 孙玉新 口 石 宁
新 疆 工 业 高 等 专 科 学 校 乌鲁 木 齐
摘
８０ ９ ３０１
要 ： ３ ０ Ｗ 风 力发 电机 组 的 限速 控 制 机 构进 行 了设 计 。首 先 分 析 了限 速控 制机 构 的运 作 原 理 ， 择 尾 舵 的 偏 对 ０ 选
１ 风 力机 的 限 速 设 计 理 论
风 力 机 应 配 备 专 门 的 限 速 控 制 机 构 ．使 其 在 一 定 风 速 范 围 内 能 自 动 地 限 制 转 速 与 功 率 。 风 力 机 的 输 出
功 率与 风轮的扫掠 面积 Ａ 及 风 能 利 用 系 数 Ｃ 。成 正
Ａ￣ｏ ８（ 图 １ ， 角 越 大 ， ｃ 就 越 小 ， ８ ９ 。 ， ｃｓ 见 ）６ ＡＲｏ 当 ＝ ０时 Ａ ｃ ｓ＝ 桨 叶 完 全 顺 桨 。 所 以 利 用 风 轮 偏 侧 既 能 调 节 ０ ６ ０，
风 力 发 电机 是将 风 能转 化 为 电能 的机 械 装 置 ． 其 中 限 速 控 制 机 构 是 风 力 机 的 关 键 部 件 ． 由 于 风 的 能 量
与 风 速 的 ３次 方 成 正 比 ． 所 以 一 台 设 计 风 速 为 １ ｓ ０ ｍ／
的 风 力 机 ． 其 在 ２ ｓ的 风 速 下 运 行 时 ． 利 用 的 当 ０ ｍ／ 可 风 能 已 为 设 计 工 况 的 ８倍 如 果 没 有 可 靠 的 限 速 控 制 机 构 ． 力 机 是 极 易 损 坏 的 …。 本 文 从 分 析 侧 偏 限 速 控 风 制 机 构 的 原 理 人 手 ． 立 起 数 学 模 型 ． 出 了 尾 舵 回位 建 给 力 矩 精 确 的 计 算 公 式 ． 且 设 计 计 算 了 ３ ０Ｗ 风 力 机 并 ０ 偏 心 式 风 轮 侧 偏 限 速 控 制 机 构
假 如 回转 体 的 摩 擦 阻 力 忽 略 不 计 ．则 平 衡 条 件 可
简 化为 ： ＋ ＝ （ ） １
构 进 行 设 计
１１ ． 风 轮 偏 侧 的 工 作 原 理
式 中 ： 为 作 用 到 风 轮 上 的 气 动 力 矩 ， １ ； 为 作 用 到 Ｎ・３坂 １ ． 侧 翼 上 的 气 动 力 矩 ， Ｉ 为 弹 簧 的 复 位 力 矩 ， １。 Ｎ・ ｎ； Ｎ・Ｉ Ｔ
收 稿 日期 ：０ １年 ６月 ２１
式 中 ： 为 空 气 密 度 ， ｇ ｍ Ｖ 为 风 速 ， ｓ Ｚ 为 风 轮 扫 Ｐ ｋ／ ； ｍ／ ；ｌ 掠 面 和 塔 架 中心 距 离 ， ； 云Ｒ， 和 ｙ 为 Ｈ・ 施 米 ｍ ・ 、 Ｂ
ＣＡＤ 参 数 化 模 型 库 的 建 立 也 具 有 重 要 意 义