垂直軸風機變槳距研究現狀

www.feiyua.cnwww.feiyua.cn早期人們利用風能主要是帆布型風車,帆布一般是覆蓋在木格結構上的,而且人們想出了各種方法來增加或者減少傳遞到風車上風力的大小,最主要的一種就是改變暴露在風中的帆布的多少。所以只用部分帆布覆蓋木格的話,在強風中,風車就依舊能夠運行。相反,風力較弱的時候,就應該要較大的帆布覆蓋面積。改變葉片的迎風面積,實現對風能的利用控制。但是用調整帆布覆蓋面積的方法來改變一般的受風面積,還是太費時間,有時也很危險。強風可能還是會以難以預料的方式使一般加速旋轉,而且來勢迅猛時,操作者難以及時作出反應。后來人們做出了一項新的發明:用一種裝在彈賛上的,看起來像軟百葉簾一樣的裝置代替帆布。彈簧的松緊可以在風車的內部通過操縱桿來調整。如果風勢比預計的要猛烈,那么它會把百葉簾吹開,于是風從葉片間溢出,而不產生旋轉力。當風力小于預定強度的時候,通過彈簧使百葉簾合上,從而提供一個接受風力的表面[32]。
依托于科技的發展,人們開發出了各種能夠實現更加智能利用風能的風力機,而不是通過手動調節,改變葉片迎風面積的手段變得愈加強大。由此理念被開發的風力機,以實現葉片攻角為目的的風力機被稱作變槳距風力機。變獎距水平軸風力機,在高風速下能夠主動改變葉片迎角,而迎角的變化直接影響了風機的輸出功率。除了對于功率的影響,改變迎角還有好多其他功能。例如在風機準備開始工作時,較大的正槳距角可以獲得最佳的啟動力矩,而當風機準備停機時,槳距角一般會被調整到90度,這樣可以保證風車在剎車的過程獲得最小的空氣動力,該動作狀態叫做順槳。隨著應用的日益成熟,大多數的水平軸風力機具備變槳功能。垂直軸風力機的氣動特性較水平軸復雜的多,而且垂直軸風力機在旋轉的過程中葉片的攻角是隨時發生變化的,而且相對水平軸風力機說垂直軸風機葉片的形狀也是種類繁多,所以垂直軸風力機的變槳規律更加難以把握。但是,由于垂直軸風力機的廣泛應用前景,隨著垂直軸風力機的研究不斷深入,研究者們開始把精力放在變槳距垂直軸風機上,這樣有助于垂直軸風機更有效的利用風能。目前垂直軸變獎距的方式主要是通過靠伺服電機驅動來完成的,在不同的風速和負載的情況下,控制器會分析優化出最佳運行狀態下的槳距角,并最后發出動作指令。同時,指令的完成執行需要四桿機構,或者曲柄滑塊機構,凸輪機構等機械機構來協調。
3.2變獎距執行機構石家莊風機
所謂變槳距執行機構,是風機葉片發生攻角變化所依賴的動力以及機構。當實際風速大于額定風速,或者風力機實際功率大于額定功率時,葉片的槳距角會增大,使得風輪的迎風面積相對減小,風機葉片的轉速下降,功率也維持在額定功率,不至于失控。每個葉片采用獨立的變槳距執行機構已然成為大容量風力機的必然趨勢。由此帶來的好處是,獨立控制的變槳動作取代了大型的剎車機構。通常情況下,每臺風力機需要兩組剎車機構來保證安全,在突發風機故障時,可以做到萬無一失。而如果每一部槳葉都分別擁有氣動剎車的功能,那么即使其中一個獎葉剎車失效的情況下,剩余的葉片依然可以通過調節槳距角,來實現氣動范疇下的剎車。如此,在風機失效,需要維修的時候,葉輪可以從一個低速的狀態下實現停車,這樣可以為維修人員插入葉輪鎖定裝置提供更長的時間。然而變槳距風力機需要在陣風的工況下,即使做出槳距角調整,否則會弓實際功率的大幅度波動]。