风力发电机的叶片结构设计开题报告(3)
3.5 小结
以上比较不难看出，垂直轴风力机在诸多方面都表现得更为出色，势必成为未来风力发电机型的主导方向。
4 风力机叶片的关键技术及难点【4】
叶片是风力发电机中的关键部件之一，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。因此，叶片的设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。有关风力发电机叶片的关键技术主要包括叶片的设计理论、结构形式、材料选择和翼型的选择等方面。其中，叶片的翼型设计和结构形式直接影响风力发电装置的性能和功率，是其中最核心的部分。叶片的设计包括气动外型设计、几何参数、铺层设计、叶片载荷确定、叶片的主体结构确定、叶片根部连接结构计算确定、动力学设计、功率调节方式、防雷击设计等，是集空气动力学、弹性力学、复合材料结构、电气等学科于一体的综合型技术。叶片的设计要求有高效的接受风能的翼型，合理的安装角，科学的升阻比、尖速比和叶片扭角。由于叶片直接迎风获得风能，所以还要求叶片具有合理的结构、优质的材料和先进的工艺以使叶片可靠地承担风力、叶片自重、离心力等给予叶片的各种弯矩、拉力，而且还要要求叶片重量轻、结构强度高、疲劳强度高、运行安全可靠、易于安装、文修方便、制造容易、制造成本和使用成本低。另外叶片表面要光滑以减少叶片转动时与空气的摩擦阻力.。所以。叶片的设计制造难度很高，要充分考虑其气动、结构、重量、材质、工艺等关键因素。在欧洲专门的叶片设计公司如AERODYN、CTC等均使用大约十余种软件组成的系统进行综合设计，以便叶片能够实现低成本、高效率、优良的结构特性和工艺性。
5 几种典型垂直轴风力机叶片的设计【5】
垂直轴风力机可分为两个主要类型：一类是利用空气动力的阻力做功，典型的结构是S型风轮；另一类是利用翼型的升力做功，最典型的是达里厄(Darrieus)型风力机。达里厄风力机有多种形式，中型、H型、Y型和菱形。基本上是直叶片和弯叶片两种，以H型、中型风轮为典型。垂直轴风机中S型。H型。币型的比较在众多垂直轴风机类型中，最为典型的是S型，H型φ型这三种类型。S型风轮由两个错开的半圆柱组成；H型风轮是简单的多叶片等界面结构；φ型风轮看起来像是个巨大的打蛋器，叶片结构复杂(见图1)。正是由于叶片形状上的差异，使它们的优缺点鲜明，主要的不同点见表l
(从左到右分别为s型。H型．中型)
围1 三种垂直轴风机风轮示意图
表1 S型，H型，φ型的比较
H型风力发电机 φ型风力发电机 S型风力发电机
叶片复杂度 简单 复杂 简单
启动性能 差 差 好
风剪作用 小 大 小
是否需要张索 可以选择 是 否
气动噪音大小 小 中 小
叶片面积 大 小 中
弯矩 大 小 小
可以看出，将三种风机类型取长补短，设计出更适应市场需求的综合机型其能够低风速白启动同时具有高风能利用率，已成为一种新的研究方向。
6 新型风力发电机叶片的设计【6】
鉴于两大类垂直轴风机各自的优缺点，升力型风机效率高但低风速启动困难，而阻力型低风速易启动但风机效率低试图接合二者的优点，同时利用自行车的超越离合器，设计出一种新型风机模型。如同骑自行车，无风踩脚踏板前进，有风不踩脚踏板前进。
上一篇：HC轧机传动设计开题报告
下一篇：预应力箱梁桥设计开题报告