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小型H型垂直轴风力机变桨机构的优化设计与试验
【作者】 张立军 [1] 马东辰 [1] 赵昕辉 [1] 米玉霞 [1] 张松 [2] 王旱祥 [1] 范淑琴 [3]
【关键词】 垂直轴风力机 变桨机构 优化设计 攻角调节 运动学仿真
【摘要】为解决现有垂直轴风力机风能利用率较低的问题,以获得风轮最大切向力为目标,分别获得了风轮上风区和下风区叶片的最佳理论攻角为8°和-8°,计算出了叶片一周桨距角调节策略.在此基础上,采用随机方向法对双曲柄变桨机构进行了优化设计,得到了不同叶尖速比下变桨机构的参数组合.为验证垂直轴风轮变桨机构的合理性,以叶尖速比2为例,利用ADAMS软件对变桨机构模型进行了运动学特性仿真,并采用旋转测角法对叶片桨距角变化曲线进行了数据拟合,计算结果显示:实际桨距角变化曲线与理想变桨曲线的贴合程度较高.风洞试验进一步证明:所设计的变桨距垂直轴风力机具有更好的自启动性能,且在现有风速下比定桨距垂直轴风力机的发电效率至少提高了7.86％.
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