旋轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)葉片變獎(jiǎng)距結(jié)構(gòu)

這樣的葉片制造和加工起來工序較為復(fù)雜,葉片前后端要保持完美的流線型也對制造工藝提出了很高的要求,而且葉片后端的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)需要至少兩個(gè)液壓紅同時(shí)工作。經(jīng)濟(jì)成本陸然上升。
戴湘陣等[“]研制出一種分段式葉片的變槳結(jié)構(gòu),一個(gè)大葉片由許多小葉片組成,同時(shí)讓葉片在上下的圓形軌道上運(yùn)行,雖然葉片制造起來相對簡單,但對于實(shí)現(xiàn)變槳的控制技術(shù)上來講較為困難。
2.2.5旋轉(zhuǎn)式葉片變獎(jiǎng)距結(jié)構(gòu)
尉越喊等[44,45]設(shè)計(jì)開發(fā)出了一種依靠底部電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉片連桿的方法來使葉片旋轉(zhuǎn),進(jìn)而改變迎風(fēng)面積,這種風(fēng)力機(jī)葉片的頂部和底部還裝有導(dǎo)流板,氣動(dòng)性能優(yōu)異。梁曉艷根據(jù)風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)一周攻角的變化規(guī)律,通過運(yùn)動(dòng)仿真分析,制定出了風(fēng)力機(jī)變槳距的具體運(yùn)行方式。變槳的執(zhí)行結(jié)構(gòu)選擇液壓虹驅(qū)動(dòng)導(dǎo)打來拉動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)的方式,而動(dòng)力來源也是伺服電機(jī)[46]。
然而此種方法需要提供風(fēng)速,風(fēng)向,風(fēng)輪位置等信息給控制器,進(jìn)而分析計(jì)算出葉片此時(shí)最佳的位置,同時(shí)這個(gè)信號(hào)將被傳遞到每個(gè)葉片對應(yīng)的伺服電機(jī)或者液壓紅控制,從而驅(qū)動(dòng)葉片至需要的角度。這樣一來這種結(jié)構(gòu)雖然能實(shí)現(xiàn)變槳的目的,然而這種機(jī)構(gòu)過于繁瑣,造價(jià)高昂,由于缺少電能,風(fēng)能發(fā)熱項(xiàng)目也就不能應(yīng)用此種變槳結(jié)構(gòu)。
2.3本章小結(jié)
本章列舉了幾種垂直軸變槳距結(jié)構(gòu),包括錐齒輪變槳結(jié)構(gòu),凸輪式變槳結(jié)構(gòu),合頁式變槳結(jié)構(gòu),分離式葉片變槳結(jié)構(gòu),旋轉(zhuǎn)式葉片變槳結(jié)構(gòu)。這些變槳距結(jié)構(gòu)的變槳原理都很明了,結(jié)構(gòu)較為簡單。雖然它們都有其優(yōu)缺點(diǎn),但是它們都能實(shí)現(xiàn)變槳的目的,葉片的攻角,改變風(fēng)力機(jī)葉片的掃掠面積進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更柔性更有效的利用風(fēng)能。然而對于風(fēng)能致熱系統(tǒng)就會(huì)存在無法為伺服電機(jī)提供動(dòng)力源的問題,而且垂直軸阻力型風(fēng)機(jī)的控制規(guī)律與執(zhí)行結(jié)構(gòu)比水平軸風(fēng)力機(jī)更為復(fù)雜,就應(yīng)用前景來說還有很長段路要走。所以 發(fā)依靠風(fēng)能實(shí)現(xiàn)自發(fā)式變槳的結(jié)構(gòu)就顯得迫在眉睫。

垂直軸阻力差型風(fēng)力機(jī)制動(dòng)的設(shè)計(jì)及相關(guān)理論
3.1垂直軸阻力差型風(fēng)力機(jī)的工作原理
垂直軸阻力差型風(fēng)力機(jī),是一種依靠葉片正反兩面形狀不同促使風(fēng)輪整體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的阻力型風(fēng)機(jī)。S型風(fēng)力機(jī),即薩沃紐斯風(fēng)機(jī),是一種典型的傳統(tǒng)垂直軸阻力差型風(fēng)力機(jī)。它相比于其他升力型風(fēng)機(jī),最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是自啟動(dòng)性能優(yōu)秀,所以更激發(fā)了廣大研究者的興趣來提高S型風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用效率。同時(shí)研究者們開發(fā)了薩沃紐斯葉片的改型,希望通過改變?nèi)~片的形狀和結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對葉片本身的優(yōu)化[49]。本文釆用的是5葉片的阻力差型風(fēng)機(jī),即為薩沃紐斯風(fēng)機(jī)的一種改型,通過增加葉片數(shù)量,以及增加風(fēng)輪半徑的方式,可以大幅度提高風(fēng)能利用率。但其從本質(zhì)上來講,依然與S型阻力型風(fēng)機(jī)工作原理一致。
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