小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)為了從風(fēng)中獲取能量,其風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)面應(yīng)垂直于風(fēng)向,在小型風(fēng)機(jī)中,這樣的功能靠風(fēng)力機(jī)的尾翼作為調(diào)向機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)隨著風(fēng)速的增加,要對(duì)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速有所限制,這是因?yàn)橐环矫孢^(guò)快的轉(zhuǎn)速會(huì)對(duì)風(fēng)輪和風(fēng)力機(jī)的其他部件造成損壞,另一方面也需要把發(fā)電機(jī)的功率輸出限定在一定范圍內(nèi)。
小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,一般采用葉輪側(cè)偏式調(diào)速方式,這種調(diào)速機(jī)構(gòu)在風(fēng)速風(fēng)向變化轉(zhuǎn)大時(shí)容易造成風(fēng)輪和尾翼的擺動(dòng),從而引起風(fēng)力機(jī)的振動(dòng)。因此,在風(fēng)速較大時(shí),特別是蓄電池已經(jīng)充滿的情況,應(yīng)人工控制風(fēng)力機(jī)停機(jī)。在有的小型風(fēng)力機(jī)中設(shè)計(jì)有手動(dòng)剎車(chē)機(jī)構(gòu),另外在實(shí)踐可采用側(cè)偏停機(jī)方式,即在尾翼上固定一軟繩,當(dāng)需要停機(jī)時(shí),拉動(dòng)尾翼,使風(fēng)輪側(cè)向于風(fēng)向,從而達(dá)到停車(chē)的目的。
小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片設(shè)計(jì),在工作的過(guò)程中普遍采用的是動(dòng)量—葉素理論,主要的方法有但是,由于葉素理論忽略了各葉素之間的流動(dòng)干擾,同時(shí)在應(yīng)用葉素理論設(shè)計(jì)葉片時(shí)都忽略了翼型的阻力,這種簡(jiǎn)化處理不可避免地造成了結(jié)果的不準(zhǔn)確性,這種簡(jiǎn)化對(duì)葉片外形設(shè)計(jì)的影響較小,但對(duì)風(fēng)輪的風(fēng)能利用率影響較大。同時(shí),風(fēng)輪各葉片之間的干擾也十分強(qiáng)烈,整個(gè)流動(dòng)非常復(fù)雜,如果僅僅依靠葉素理論是完全沒(méi)有辦法得出準(zhǔn)確結(jié)果的。
垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片設(shè)計(jì),以前也是按照水平軸的設(shè)計(jì)方法,依靠葉素理論來(lái)設(shè)計(jì)。由于垂直軸風(fēng)輪的流動(dòng)比水平軸更加復(fù)雜,是典型的大分離非定常流動(dòng),不適合用葉素理論進(jìn)行分析、設(shè)計(jì),這也是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期得不到發(fā)展的一個(gè)重要原因。
關(guān)鍵詞:小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)