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浓缩风能型风力发电机相似模型的功率输出特性对比实验研究

作　者: 徐丽娜
导　师: 田德
学　校: 内蒙古农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 浓缩风能相似模型气动特性功率特性风力发电机
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本课题来源于内蒙古自治区工业科技攻关项目《新型(600-1000W)风力发电机的研制》,采用车载法对浓缩风能型风力发电机相似模型的功率输出特性进行实验研究,对实验结果进行对比分析,得出模型的结构参数与功率输出之间的关系。根据前期研究基础(气动特性实验的结果),在三种风速下,相似模型平均流速最高的断面为中央圆筒的出口处(断面5),其次为中央圆筒的原叶轮安装处(断面4)、中央圆筒的入口处(断面3)。但从离模型壁面距离最近的径向测试点1、6的沿轴向流速分布情况来看,这两个测试点均是在断面3的流速最高,其次是断面4、断面5。由此可以思考:在模型的中央圆筒的断面3、断面4和断面5,哪个断面输出功率比较高?选用两套直径均为860mm的六叶片叶轮,并选用效率为65%的100W永磁交流发电机,在浓缩风能型风力发电机相似模型内,分别将两套叶轮及发电机置于中央圆筒的三个不同断面,进行了功率输出特性实验,实验结果证明:叶轮1的起动风速为2.7m/s,叶轮2的起动风速为2.0m/s,当负载为电阻时,叶轮1在风速为10.36m/s时达到额定输出,叶轮2在风速为9.70m/s时即可达到额定输出。负载为电阻或蓄电池,两套叶轮均是断面3的功率输出最高,其次是断面4,最低的是断面5。此实验结果对于优化浓缩风能型风力发电机设计、提高机组性价比具有重要参考价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 引言  8-12
  1.1 风力发电技术概述  8
  1.2 风力发电发展现状及趋势展望  8-10
    1.2.1 国内  8-10
    1.2.2 国外  10
  1.3 本课题的研究内容和意义  10-12
    1.3.1 本课题的研究内容  10-11
    1.3.2 本课题的研究意义  11-12
2 浓缩风能型风力发电机概述  12-19
  2.1 浓缩风能型风力发电机的发展现状  12-13
  2.2 浓缩风能型风力发电机的特点  13
  2.3 浓缩风能理论分析  13-15
  2.4 浓缩风能装置流场的理论分析  15-19
    2.4.1 截面变化对气流参数的影响  15-17
    2.4.2 边界层分离  17-19
    2.4.3 浓缩风能型风力发电机的结构原理  19
3 风力机特性及相似模型  19-31
  3.1 风速的分布  19-20
  3.2 风力机特性系数  20-23
    3.2.1 风能利用系数  20
    3.2.2 叶尖速比  20-21
    3.2.3 转矩系数  21-22
    3.2.4 风轮空气动力特性  22-23
  3.3 定桨距风力发电机组的特点  23-25
    3.3.1 风轮结构  23
    3.3.2 功率输出特性  23-24
    3.3.3 节距角与额定转速的设定对功率输出的影响  24-25
  3.4 风力发电机的输出效率  25-26
  3.5 浓缩风能型风力发电机相似模型概述  26-31
    3.5.1 浓缩风能型风力发电机相似模型  26-27
    3.5.2 浓缩风能型风力发电机相似模型的气动特性实验研究  27-31
4 浓缩风能型风力发电机相似模型功率输出特性实验研究  31-48
  4.1 100W 永磁发电机输出特性实验  31-33
    4.1.1 实验方案  31
    4.1.2 测量仪器  31-32
    4.1.3 实验结果与分析  32-33
  4.2 起动风速实验  33-34
  4.3 浓缩风能型风力发电机相似模型的功率输出特性实验研究  34-48
    4.3.1 车载法实验方案  34-37
    4.3.2 叶轮1 分别置于三个断面的功率输出特性实验结果与分析  37-43
    4.3.3 叶轮2 分别置于三个断面的功率输出特性实验结果与分析  43-48
5 结论与讨论  48-50
  5.1 结论  48-49
  5.2 讨论  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-54
附录  54-55
作者简介  55

浓缩风能型风力发电机相似模型的功率输出特性对比实验研究

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