垂直轴风力发电机组动态特性研究

垂直轴风力发电机是一种可再生能源发电技术，具有结构简单、抗风性能强等

优点。近年来，随着对可再生能源需求的增加，垂直轴风力发电机的应用得到了广泛关注。然而，其动态特性研究却是目前研究的一个热点和难点。

一、垂直轴风力发电机的动态特性

垂直轴风力发电机的动态特性是指其在运行状态下的运动规律和动态响应特性。这些特性包括旋转速度、转矩、振动等。在实际应用中，人们需要对其动态特性进行研究和掌握，以便更好地控制其运行和提高其发电效率。

二、影响垂直轴风力发电机动态特性的因素

垂直轴风力发电机的动态特性受多种因素的影响，其中最主要的因素包括风速、风向、行星齿轮传动等。风速是垂直轴风力发电机的旋转速度的决定因素，风速越大，旋转速度越快。同时，风速和风向还会对垂直轴风力发电机的转矩产生影响，影响其发电效率。行星齿轮传动是垂直轴风力发电机常用的传动方式，其不仅能够提高垂直轴风力发电机的传动效率，同时还能改善其动态特性。

三、垂直轴风力发电机动态特性研究的方法

针对垂直轴风力发电机动态特性研究的需求，科学家们提出了多种研究方法。

其中，计算机仿真是一种常用的方法。通过建立垂直轴风力发电机的数学模型，模拟其运行过程，从而分析其动态特性。此外，实验研究也是研究垂直轴风力发电机动态特性的重要手段。通过实验，可以直接观察到垂直轴风力发电机的运动状态和动态响应特性，进一步研究其特性以及模型的准确性。

四、垂直轴风力发电机动态特性研究的意义

研究垂直轴风力发电机动态特性的意义在于，更好地掌握和控制垂直轴风力发

电机的运行状态，提高其发电效率，增强可再生能源发电的可靠性。另外，对垂直

轴风力发电机动态特性的深入研究也有助于推动其技术发展，为人类提供更加可靠和清洁的能源。

五、未来的研究方向

随着垂直轴风力发电技术的不断发展，研究垂直轴风力发电机动态特性的热度

也在不断升温。未来，我们需要进一步探究其动态特性的机理和规律，提高其动态响应速度和准确度，优化其设计和结构，从而推动其在可再生能源领域的广泛应用。

六、结论

垂直轴风力发电机具有着较好的可再生能源发电特性，但其动态特性的研究还

处于探索和研究阶段。通过研究其动态特性，有助于进一步推动其应用，并为今后相关技术的发展提供理论支持。

垂直轴风力发电机组动态特性研究

垂直轴风力发电机组动态特性研究垂直轴风力发电机是一种可再生能源发电技术，具有结构简单、抗风性能强等优点。近年来，随着对可再生能源需求的增加，垂直轴风力发电机的应用得到了广泛关注。然而，其动态特性研究却是目前研究的一个热点和难点。一、垂直轴风力发电机的动态特性垂直轴风力发电机的动态特性是指其在运行状态下的运动规律和动态响应特性。这些特性包括旋转速度、转矩、振动等。在实际应用中，人们需要对其动态特性进行研究和掌握，以便更好地控制其运行和提高其发电效率。二、影响垂直轴风力发电机动态特性的因素垂直轴风力发电机的动态特性受多种因素的影响，其中最主要的因素包括风速、风向、行星齿轮传动等。风速是垂直轴风力发电机的旋转速度的决定因素，风速越大，旋转速度越快。同时，风速和风向还会对垂直轴风力发电机的转矩产生影响，影响其发电效率。行星齿轮传动是垂直轴风力发电机常用的传动方式，其不仅能够提高垂直轴风力发电机的传动效率，同时还能改善其动态特性。三、垂直轴风力发电机动态特性研究的方法针对垂直轴风力发电机动态特性研究的需求，科学家们提出了多种研究方法。其中，计算机仿真是一种常用的方法。通过建立垂直轴风力发电机的数学模型，模拟其运行过程，从而分析其动态特性。此外，实验研究也是研究垂直轴风力发电机动态特性的重要手段。通过实验，可以直接观察到垂直轴风力发电机的运动状态和动态响应特性，进一步研究其特性以及模型的准确性。四、垂直轴风力发电机动态特性研究的意义研究垂直轴风力发电机动态特性的意义在于，更好地掌握和控制垂直轴风力发电机的运行状态，提高其发电效率，增强可再生能源发电的可靠性。另外，对垂直

垂直轴风力发电机

垂直轴风力发电机增加概述及概述图片垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。目录垂直轴风力发电机的分类垂直轴风力发电机发展风力发电设备行业的发展新型垂直轴风力发电机（H型）一、技术原理二、功率特性三、结构附：现有垂直轴风力发电电源比较：垂直轴风力发电机的特点现状垂直轴风力发电机的分类垂直轴风力发电机发展风力发电设备行业的发展新型垂直轴风力发电机（H型）一、技术原理二、功率特性三、结构附：现有垂直轴风力发电电源比较：垂直轴风力发电机的特点现状展开编辑本段垂直轴风力发电机的分类尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和被子做成的风轮，这是一种纯阻力装置；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。现在有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。其他形式的垂直轴风力发电机有马格努斯效应风轮，他由自旋的圆柱体组成，当它在气流中工作时，产生的移动力是由于马格努斯效应引起的，其大小与风速成正比。有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔，通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流，以增加速度，偶写还利用太阳能或者燃烧某种燃料，是水平气流变成垂直方向的气流。编辑本段垂直轴风力发电机发展垂直轴风力发电机——使风电建筑一体化成为可能风力发电和太阳能发电一样，最初是为了解决应急电源和边远地区供电而开发出来的产品，因而在最初发展并不是很快。到了上个世纪二、三十年代，全球经济危机带来的能源紧张，让世界各国的专家想到了以风力发电作为补充能源的可行性。第二次世界大战后，各国纷纷进行研究，由于当时的技术水

阻力型垂直轴风力发电机

阻力型垂直轴风力发电机概述早在1300多年前，中国就已经出现一种古老的垂直轴风车，它利用风力来灌溉，如下图所示，它是由8个风帆组成的风轮。而在1000年前，波斯也建造了垂直轴的风车来带动他们磨谷的石磨。水平轴风力发电机最早出现在欧洲，要比垂直轴风力发电机晚很多年，所以垂直轴风力发电机可以称为所有风力发电机的先驱。而垂直轴风力发电机根据驱动力的不同又可以分为升力型和阻力型垂直轴风力发电机，本文主要介绍阻力型垂直轴风力发电机。 1.阻力型风力发电机的工作原理阻力型垂直轴风力发电机风轮的转轴周围，有一对或者若干个凹凸曲面的叶片，当它们处于不同方位时，相对于它的来风方向所受的推力F是不同的。风力作用于上述物体上的空气动力差别也很大。作用力F可表示为：F=1/2?ρ?S·V??C 其中ρ——空气密度，一般取1.25（kg/m?） S——风轮迎风面积 V——来流风速 C——空气动力系数以半球为例，当风吹到半球凹面一侧，c值为1.33，当风吹到半球凸面一侧时，c值为0.34。对于柱面，当风吹向凹面和凸面时，系数c分别为2.3和1.2。由于组成风轮的叶片不对称性和空气阻力的差异，风对风轮的作用就形成了绕转轴的驱动力偶，整个风轮随即转动。阻力型风力发电机的种类及其性能 1.杯式风速计是最简单的阻力型风力发电机。

https://www.360docs.net/doc/4b19220960.html,fond风轮这是受到离心式风扇和水力机械中的banki涡轮启示而设计成的一种阻力推进型垂直轴风力发电机，它的名称是根据它的发明者——法国的lafond的名字而得名的。这种叶片形状的凹面及凸面在受到风力作用后，空气阻力系数差别很大，加上叶片在风里运转时，先使气流吹向一侧，然后运动着的叶片又使气流流向另一侧，这样就产生了一个附加驱动力矩，故这种风轮有较大的启动力矩，它在风速2.5M/s时就能正常起动运转，但是效率较低，能量输出大概是同样迎风面积的水平轴风力发电机的一半。 3.savonius（萨沃尼斯）式风轮（简称“s”轮）这种风力发电机是在1924年由芬兰工程师savonius发明的，并于1929年获得专利。这种风轮最初是专为帆船提供动力而设计的。它由两个半圆筒组成，其各自中心相错开一段距离。其中D为风轮直径，d为叶片直径，e为间隙。最早形式的结构其相对偏置量为：e/d=1/3。s型风轮是阻力型风力发电机。凹凸两叶片上，风的压力有一个差值，而其气流通过叶片时要转折180°，形成一对气动力偶。阻力型风轮的旋转速度都不会大于风速，也就是尖速比不会超过1。一般情况下，S型的尖速比在0.8和1之间，它的起动力矩大，所以气动性能好，

垂直轴风力发电机的设计与实现

垂直轴风力发电机的设计与实现随着能源需求的不断增长和对环境保护意识的增强，新能源的开发和利用逐渐成为人们关注的热点。其中，风能作为一种清洁、可再生资源，得到了越来越多的关注和重视。风力发电机作为利用风能的主要设备之一，不断进行着技术革新和创新。其中，垂直轴风力发电机的出现，为风能的利用带来了新的思路和技术路线。一、垂直轴风力发电机的优点相较于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具备以下优点： 1.更加适合复杂地形和城市环境。由于垂直轴叶片朝向不固定，而且发电机自重轻，可以更好地适应复杂的风场环境和城市建筑群丛。 2.性能更加稳定。垂直轴风力发电机在不同风速下，发电效率均能保持在较高的水平，稳定性更好。 3.维护成本更低。由于垂直轴风力发电机拥有更少的部件，并且更方便进行维护、更换，因此维护成本更低。二、1.叶片设计垂直轴风力发电机的叶片设计主要考虑叶片的形状、倾斜角度、长度等因素。一般来说，叶片应当尽可能长，以增加风能利用率，并且采用气动优化技术对叶片进行设计，以保证更好的风能利用效率。 2.轴承设计垂直轴风力发电机的轴承设计需要考虑到机组旋转过程中的扭矩、径向载荷、轴向载荷等因素，以保证其稳定性和可靠性。同时，采用高强度材料和关键部件的精密加工技术，以确保轴承的耐用性和可靠性。 3.发电机设计

垂直轴风力发电机需要配备高效、稳定的发电机，以将捕捉到的风能转化为电能。发电机设计主要考虑电机转速、功率输出能力、电机散热等因素。 4.控制系统设计垂直轴风力发电机的控制系统需要采用先进的数字控制技术，实现对风车旋转速度、匹配不同风速下的灵活调节等功能，最大化利用风能资源。 5.结构设计垂直轴风力发电机结构设计应当注重轻量化、紧凑化，以便于安装和运输。同时，应考虑到抗风性能、防腐性能等因素。三、垂直轴风力发电机的应用前景垂直轴风力发电机因其在适应复杂地形和城市环境方面的优势，以及更加稳定、便于维护、性价比更高等优点而备受关注。未来，随着技术的进一步发展和成熟，垂直轴风力发电机的应用前景必将更加广阔。总之，垂直轴风力发电机的设计与实现需要从叶片设计、轴承设计、发电机设计、控制系统设计、结构设计等方面进行综合考虑，以保证机组的稳定性和可靠性。未来，垂直轴风力发电机将在风电领域中发挥更加重要的作用，为人们提供更加可靠的清洁能源。

Darrieus型垂直轴风力机气动特性研究

Darrieus型垂直轴风力机气动特性研究∗ 史瑞静;李凤婷;樊小朝;王维庆【摘要】本文结合叶素动量算法，研究了Jacobs等人建立的关于达里厄型垂直轴风力机的几种数据库，并进行了研究比对。基于美国桑迪亚国家实验室的现场可靠的实验研究，通过建立在几种数据库上的模拟仿真和实验数据比对，研究表明，叶素动量算法模拟结果可以和大多数的数据库很好的吻合，但是动态失速条件下例外，尤其是在低雷诺数时，原因是对升力系数过低的估算。研究还表明，在不同型号不同转速条件下Jacobs数据曲线更接近于实验曲线，因此，利用叶素动量算法对达里厄型垂直轴风力机进行仿真模拟研究时，应首选Jacobs数据库。%The different aerodynamic databases of Jacobs and other researchers are studied and compared. The databases are adopted in conjunction with a Blade-Element Momentum algorithm. Experimental data deriving from Sandia National Laboratories field test available in literature for a wide range of rotor sizes are considered and compared to the simulation results. Research shows that Blade Element-Momentum Algorithm simulation results are consistent well with most of the database, but the dynamic stall exceptional conditions, especially at low Reynolds number, because of the low lift coeﬃcient estimates. The study also showed that different models under different conditions Jacobs speed data curve is closer to the experimental curve. Therefore the results highlight that the Jacobs database should be preferred for BE-M simulations. Overall, the main databases available in literature are considered and the results obtained

垂直轴风力发电机研究报告(二)2024

垂直轴风力发电机研究报告（二）引言概述：本文是关于垂直轴风力发电机的研究报告的第二部分。通过对垂直轴风力发电机的深入研究，我们探讨了该技术在可再生能源领域的应用前景。本报告将分为五个大点来详细介绍垂直轴风力发电机的工作原理、设计优势、市场潜力、环境影响以及未来发展方向。 I. 垂直轴风力发电机的工作原理 1. 简要介绍垂直轴风力发电机的结构和组成部件 2. 解释垂直轴风力发电机的工作原理和能量转换机制 3. 讨论垂直轴风力发电机与传统水平轴风力发电机之间的不同之处 II. 垂直轴风力发电机的设计优势 1. 分析垂直轴风力发电机的优越空气动力学特性 2. 探讨垂直轴风力发电机在复杂气候条件下的性能表现 3. 讨论垂直轴风力发电机的设计灵活性和适应性 III. 垂直轴风力发电机的市场潜力 1. 评估垂直轴风力发电机在不同地理条件下的潜在市场规模 2. 分析垂直轴风力发电机的成本效益和经济可行性 3. 探讨垂直轴风力发电机在城市和乡村地区的适用性 IV. 垂直轴风力发电机的环境影响 1. 评估垂直轴风力发电机对飞鸟、蝙蝠等野生生物的影响

2. 分析垂直轴风力发电机对地质环境和景观的影响 3. 探讨垂直轴风力发电机在可持续发展中的重要性和可能的环境挑战 V. 垂直轴风力发电机的未来发展方向 1. 研究垂直轴风力发电机在智能电网中的应用潜力 2. 探讨垂直轴风力发电机与其他可再生能源技术的结合 3. 分析垂直轴风力发电机的材料和技术创新趋势总结：通过对垂直轴风力发电机的研究，本报告强调了其在可再生能源领域的重要作用。垂直轴风力发电机具有独特的结构设计和工作原理，可以在多种环境下实现可靠的能源转换。尽管存在一些环境和经济方面的挑战，但垂直轴风力发电机的市场潜力仍然非常巨大。未来的研究和发展应聚焦于进一步提高效率、减少成本并解决环境影响问题，以推动垂直轴风力发电机技术的进一步成熟和广泛应用。

垂直轴风力发电机组设计及优化研究

垂直轴风力发电机组设计及优化研究随着能源危机的日益严重，清洁能源的发展逐渐受到了人们的重视和关注。而风力作为一种广为人知的清洁能源，其利用价值逐渐被人们所认可。而其中的垂直轴风力发电机组，作为新兴的风力发电技术之一，受到了市场的热捧。因此，本文将就垂直轴风力发电机组的设计及其优化研究进行探究。一、垂直轴风力发电机组的基本构造垂直轴风力发电机组，是指垂直于地表方向上，在风能的作用下，通过转动叶轮驱动发电机运转，产生电能的一种发电装置。其最基本的构造为四个垂直柱体构成了一个支撑框架，中间的四个叶片则通过轮毂连接到支撑框架上，形成涡轮单元。通过转动的叶片带动轮毂旋转，再通过主轴传递，带动发电机运转，从而产生电能。二、垂直轴风力发电机组的设计特点 1. 设计简单。相较于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机的制造和安装难度相对较低。主要原因是其构造简单，况且在摆向上自身带有稳定性，不容易发生倾斜。 2. 适应性强。垂直轴风力发电机的转轴方向垂直于地面，因此不需要面对自然风向的限制，适应范围也比较广。同时，垂直轴

风力发电机组的安装及运维要求相对较低，且叶轮构型可调性高，避免了地形的局限问题。 3. 反瞬时失速。由于垂直轴风力发电机的变动阻力比水平轴小，因此在风速急剧变化的情况下亦不易失速，保证了垂直轴风力发电机的高效性。三、垂直轴风力发电机组的优化研究 1. 叶片材料选择。在垂直轴风力发电机的设计中，叶片是其中最重要的部分。一些为环保或降低工程成本的原因，许多垂直轴风力发电机的叶片涂覆了高聚物，例如氟橡胶等材料。然而，因为这种材料的粘滞性能使风阻力增加，大大减轻了垂直轴风力发电机的效率。因此，一些新材料的研究，例如玻璃纤维、碳纤维等，可以有效地提高垂直轴风力发电机的输出功率。 2. 叶轮形状改进。随着科技的进步，工程师们也在不断尝试改进垂直轴风力发电机的设计。例如，通过改进叶轮的形状，改进垂直轴风力发电机的效率。一些工程师发明了具有减小湍流和增加转速的新型叶轮。 3. 智能控制系统。在垂直轴风力发电机的研究中，智能化控制也是许多工程师努力追求的目标。一些智能化的控制器，例如风速传感器和发电机负载传感器，可以自动调整叶轮的转速及叶展角度等参数，以追求最佳的效率。

几种类型的风力发电机组特点总结

几种类型的风力发电机组特点总结风力发电机组是利用风能转换成电能的装置，其工作原理是通过风机叶片受到风力作用转动，带动发电机发电。根据风力发电机组的结构、转轴方向以及装置类型的不同，可以将其分为多种类型，下面将对其中几种类型的特点进行总结。 1.垂直轴风力发电机组垂直轴风力发电机组的叶轮与转轴在垂直方向上，可以通过风来使转轴旋转。该类型的风力发电机组具有以下特点： 1.1.适应性强：该型号的风力发电机组可以适应多样化的风向，对风向无要求，不需要调整整个机组的位置。 1.2.稳定性好：叶片的旋转会使机组平均受力，使整个机组的结构更加稳定。 1.3.阻力小：由于叶子的布局较紧密，风力只能在离轴靠近的地方产生阻力，因此相比于其他类型的风力发电机组，其阻力较小。 2.常规式风力发电机组常规式风力发电机组的叶轮与转轴在同一平面上，从而使风转动叶片来驱动机组发电。该类型的风力发电机组具有以下特点： 2.1.效率高：常规式风力发电机组的叶片直接受到气流冲击，将风能转为机械能的效率较高。 2.2.动力强：由于叶片设计更为简单，可以通过调整叶片的设计来增加整个机组的动力。

2.3.维护便利：该型号的风力发电机组的维修与检查相对简单，更容易达到预期的维护效果。 3.跨流式风力发电机组跨流式风力发电机组的叶轮以及转轴在风动力垂直方向上，可以将水平气流转化为垂直方向的运动。该类型的风力发电机组具有以下特点： 3.1.适应范围广：跨流式风力发电机组可以适应许多地方的风力情况，无论是强风、软风还是顺风、逆风都可以适应。 3.2.开发储备丰富：跨流式风力发电机组在开发过程中，需要占用的面积相对较小，且可以在复杂地形条件下布局，因此其开发储备非常丰富。 3.3.可靠稳定：该型号的风力发电机组受风的影响相对较小，因此具有较高的可靠性和稳定性。总结起来，风力发电机组根据结构、转轴方向以及装置类型的不同，可以分为垂直轴风力发电机组、常规式风力发电机组以及跨流式风力发电机组。每种类型都具有不同的特点，适用于不同的使用场景。综合考虑成本、效率、可靠性以及适应性等因素，选择适合的风力发电机组对于风力发电的发展具有重要意义。

磁悬浮垂直轴风力发电机(风光互补型)项目可行性研究报告编制提纲

磁悬浮垂直轴风力发电机（风光互补型）项目可行性研究报告编制提纲一、立项的背景和意义目前，能源紧缺已经成为阻碍各国发展的重要问题，风力发电作为新能源中比较成熟的技术正受到人们的重视，成为各国加紧研究的对象。风力发电和太阳能发电一样，最初是为了解决应急电源和边远地区供电而开发出来的产品，因而在最初发展并不是很快。然而，到了上个世纪二、三十年代，全球经济危机带来的能源紧张，让世界各国的专家想到了以风力发电作为补充能源的可行性，各国纷纷进行研究，由于当时的技术水平较差，启动风速要求较高，发电噪音也很大，所以只能将风力发电机放在人迹罕至的地方或风力较大的地方。随着能源紧张的进一步加剧和科学技术的飞速发展，为风能发电技术开辟了广阔的前景。随着技术的进步，风电成本已经降到和火电成本相接近，但是水平轴风力发电机的噪声和对鸟类的危害比较严重，另外，某些科学家还指出，在同一地区大量采用超大型水平轴风力发电机还可能会对当地的季风流动产生影响。使得风力发电机的大发展又一次遇到了困难。但可喜的是，垂直轴风力发电机将不产生噪音和对季风风向改变等影响，旋转速度将大幅放慢，对鸟类几乎不受影响。英国一家公司和美国GE都提出了一项计划，开展新型风力发电机的研究，它是垂直轴风力发电机形式，它的发电成本是火力发电的一半左右，成本低，设置地点灵活、使区域性调节电力输出成为了可能。本项目研制离网型的小型磁悬浮轴承垂直轴自调桨距风力发电机。可在

微风下起动，可应用于山区、湖边以及远离发电厂的地方，还可用于渔民海上作业，用于高速公路路灯更是免去了铺架电线之投资多、线路繁、不利于维护的弊端。风光互补型更是增强了抵御天气变化的保证。将为我国偏远山区、边防及海岛哨所等地带来巨大的变化。本单位虽然是刚成立的单位，但是，研究人员对于自己所从事的研究领域大多有十年及以上的时间。即对于磁悬浮轴承的研究，垂直轴可调桨距风力机的研究，对于发电机的研究以及控制领域的研究大多有十年及以上的时间。所以技术来源是自有技术。研发形式是以自己为主，加工和试验是外协。"磁悬浮垂直轴风力发电机（风光互补型）"以其自身的三大技术优势：磁悬浮轴承；垂直轴可调桨距风力机，风光互补，低压可充电，将为我国的风力发电技术的应用带来飞跃的发展。二、国内外现状和发展趋势〔包括知识产权现状〕风电技术是一项综合性的高技术。涉及空气动力学、结构动力学、材料科学、声学、机械工程、动力工程、电气工程、控制技术、气象学、环境科学等多个学科和多种领域及相互交叉。风力发电和太阳能发电一样，最初是为了解决应急电源和边远地区供电而开发出来的产品，因而在最初发展并不是很快。然而，到了上个世纪二、三十年代，全球经济危机带来的能源紧张，让世界各国的专家想到了以风力发电作为补充能源的可行性，但由于当时的技术水平较差，启动风速要求较高，发电噪音也很大，所以只能将风力发电机放在人迹罕至的地方或风力较大的地方。随着能源紧张的进一步加剧和科学技术的飞速发展，为风能发电技术开辟了广阔的前景：风电成本已经降到和火电成本相接近，但是水平轴风力发电机的噪声和对鸟类的危害比较严重，

低速垂直轴的原理与特点

龙泉制造低速发电机系统的原理垂直轴低速永磁同步发电机是根据电磁感应原理制造的。主要组成部分如图1。现代交流发电机通常由两部分线圈构成;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一个导磁性能良好的金属片叠成的圆筒内壁的凹槽内,这个圆筒固定在机座上称为定子。定子内的线圈可输出感应电动势和感应电流,所以又称其为电枢。发电机的另一部分的圆柱体,称为转子。转子是由高性能永磁体来完成，转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。这叫做旋转磁场式结构的无刷同步发电机。工作时,转子恒定磁a场,在风轮的带动下转子低速旋转,恒定磁场也随之旋转,定子的线圈被磁场磁力线切割产生感应电动势,发电机就发出电来。转子及其恒定磁场被风力带动慢速旋转时,在转子与定子之间小而均匀的间隙中形成一个旋转的磁场,称为转子磁场或主磁场。平常工作时发电机的定子线圈即电枢都接有负载,定子线圈被磁场磁力线切割后产生的感应电动势通过负载形成感应电流,此电流流过定子线圈也会在间隙中产生一个磁场,称为定子磁场或电枢磁场。这样在转子、定子之间小而均匀的间隙中出现了转子磁场和定子磁场,这两个磁场相互作用构成一个合成磁场。发电机就是由合成磁场的磁力线切割定子线圈而发电的。由于定子磁场是由转子磁场引起的,且它们之间总是保持着一先一后并且同速的同步关系,所以称这种发电机为同步发电机。同步发电机在机械结构和电器性能上都具有许多优点。我公司发明的低速永磁直驱同步发电机是国内外的空白，垂直轴风力发电机核心部分是发电机，没有低速的发电机再好的机械性能也不会得到高的效率，发电机高速体积小，低速体积大，而且随着转速的降低成本会增加，而效率也会增加，低速发电机是通过合理的磁能分布，合理的电磁布线而达到超低速旋转发电。目前运行的发电机旋转速度都在150转以上，这样的发电机决定着转换效率低下，它必须通过增速器或在强风压的作用下才可以得到高的转速，就目前来说可以满足这样风速的条件不是很多，也就是说可以让这样高速发电机可以额定发电的自然条件很少，利用率低。我们生产的低速发电机就完全解决了这样的问题，这款新型低速发电机在额定40转就可以额定发电，这就决定着这台发电机在每分钟6转就可以有功率输出，随着旋转的速度递增发电机的功率逐渐增加已达到额定功率输出。这样的低速永磁直驱发电机配置性能良好的叶片，合理的风能利用率，把足够的机械力传输给发电机，使发电机旋转获得额定发电的扭力，这样把机械能有效的转换为电能。而且垂直轴发电机的外形决定着其低转速高机械能的特性。旋转速度被控制在额定发电量的1.2倍超过设计的风速会形成副作用力，阻力增加，这样决定着发电机的运行平稳安全可靠。而且对周围自然环境没有任何不良影响，不会产生噪音污染，环境污染。垂直轴风力发电机是被公认的可持续发展事业的高性能洁净能源，

垂直轴风力发电机研究报告

垂直轴风力发电机研究报告LT

能完全转化为风轮机械能，其风能利用率C p 为 m w =p P C P =风力机输出的机械功率输入风轮的功率其中P m 为风力机输出的机械功率；P w 为风力机输入的风能。目前大多数垂直轴风机风能利用率能达到0.4左右。如按0.4的风能利用率来计算，风机功率为1000W ，则风能为W 25004.0/1000=。根据上面公式可以求得400025.1/5000/225003==⨯=ρSv ，若满载额定风速为20m/s 的话，S=0.5m 2，显然设定的额定风速越低，S 将越大。 L r S ⨯⨯=2，S 为扫风的截面积，r 是翼片距轴的距离也是风轮的半径，L 为翼片的高。如要达到1000W 的风机功率，则扫风截面积不能小于0.5m 2，则若r 取0.25m 的话，L 为1m 。可以采用目前天津工厂顶部风机形状。风力机转矩： m N v R C p T p ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯===82.062025.04.025.114.35.05.02 32 3λπρω 2.3 叶尖速比λ 叶尖速比λ表示风轮在不同风速中的状态，用叶片的圆周速度和风速之比来衡量。 v R v πRn ωλ==2 式中：n －风轮的转速，/r s ； ω－风轮角速度，/rad s ； R ―风轮半径，m 。尖速比决定了风轮的功率，对于定桨距风轮，随风速的增加其转速也增加。在这种情况下，输出功率（同风速的立方成正比）也增加。但是输出功率增加并不意味着风能利用率也增加，一般而言，减速比和风能利用率曲线近似一条倒抛物线。根据叶尖转速比λ与C p 的关系及C p 与输出功率之间关系，我们可以知道在风速固定时，不同的转速即对应不同的叶尖转速比，也即对应不同的C p 值，也即对应不同的输出功率，这样如果设定不同的风速，就可以得到风力机在不同风速下输出功率与转速的关系，如下图所示：

垂直轴风力发电机的液态材料优化设计及动态响应分析

垂直轴风力发电机的液态材料优化设计及动态响应分析随着清洁能源的需求越来越大，风力发电成为了人们广泛关注的话题之一。垂直轴风力发电机作为新型风力发电机，其结构简单、造价低廉、安装方便等优点被广泛认可，而相较于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机更适用于低风速、复杂地形等环境，具有更广阔的应用场景。液态材料优化设计垂直轴风力发电机的转子是其核心部件，其性能直接影响着风力发电机的输出功率和效率。现有的传统材料如铝、钢等虽然能够满足基本需求，但耐久性和抗疲劳性能较低，且难以满足轻量化的需求。针对这一问题，液态材料的应用成为了一个新的研究方向。液态材料是一种近年来新兴的材料，其具有优异的韧性、高韧性、低密度、耐腐蚀等特点，因此被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。随着人们对可再生能源的需求越来越高，液态材料在风力发电机领域的应用也逐渐受到重视。液态材料的设计旨在提高风力发电机的结构刚度和强度，同时减轻其重量。在设计过程中，首先需要确立液态材料的物理特性，并通过模拟和实验等手段验证其性能与前期设计是否匹配。然后，根据风力发电机转子的几何尺寸和受力情况等因素，进行液态材料的几何形状优化，以保证材料的均匀性和合理性。最后，在保证其应用性后，对所设计的液态材料进行实验和测试，并对数据进行分析和比对，以评估其实际效果和可行性。动态响应分析除了材料性能的优化设计外，动态响应分析也是垂直轴风力发电机的重要研究方向之一。垂直轴风力发电机的叶片在运转过程中会受到一系列复杂的外力和粘滞

阻尼系数的影响，同时也要承受内部的转矩和压力，因此对其动态响应的研究显得尤为重要。动态响应分析的研究旨在通过数值模拟和实验测试等手段，探究垂直轴风力发电机在不同工况下的运动规律和振动特性。首先，需要确定叶片的振动模型，对其受到的外力和内部力矩进行计算，以及瞬态和稳态的动态运动模拟。然后，根据叶片的振动响应分析振动频率、谐波和共振特性等重要参数，并在此基础上进一步对叶片的结构和设计进行优化和改进。纵观以上两个研究方向，在液态材料的应用方面，这种材料具有众多优点，使得它在风力发电机领域的应用前景广阔；而在动态响应分析方面，则是为了更准确地掌握和优化垂直轴风力发电机的结构和性能。无论是材料优化还是动态响应分析，这些研究对于垂直轴风力发电机设计和应用的推进都具有十分重要的意义。

垂直轴风力发电机组应力与效率分析

垂直轴风力发电机组应力与效率分析作者：佚名转贴自：中国电力设备管理网点击数：更新时间：2007-6-20 [摘要]本文主要介绍了双型垂直轴风力发电机组的结构与性能，根据实地试验数据，分析应力和风机的效率，提出了完善系统的参数、提高风力发电机组对风能充分利用率的方案。 [关键词]风能利用系数，垂直轴，风力发电一、引言：火力发电虽然是我国发电产业的主要形式，但是火力发电能源消耗大、污染严重，不符合国家倡导的节约社会和能源可持续发展的战略，所以风力发电越来越受到人们的重视和青睐。我国近年来大力发展风力发电，使之成为我国电力工业的一个方面军，不仅是能源开发的需要，也是环境保护的需要。风力发电对环境的正面影响是不言而喻的，它不仅可以保护我们人类赖以生存的大气环境、减少污染，也可以保护我们的土地免受过度开发的灾难，最可贵的是风电环境的负面影响非常有限，这可以使人类与自然界友好相处，在地球上真正实现可持续发展的目标。风力发电包括机械结构和实时监控两部分，在50kW风力发电系统中，其叶轮最大直径9米，叶轮高度19.2米。叶轮自重4.2吨。在1.5MW风力发电系统中，叶轮最大直径 58米,叶轮高度将达到116米，叶轮自重120吨。由于装卸困难，维修成本高，一旦损坏，整个风力发电系统将瘫痪，所以对整个轮轴和叶片的受力分析和监控显得尤为重要。以50KW双型垂直轴风力发电机组的风轮垂直轴为中心旋转，捕捉的风能通过垂直的主轴传到地面的齿轮箱和发电机组。与水平轴风机相比，垂直轴风机在制造、安装、维护和抗疲劳性能方面都有较大优势。这台风机现在安装在内蒙古乌兰察布市化德县内，这种垂直轴风力发电机组在国内是第一例，现在正处于研发阶段，并没有投入大批量生产。本文以此为基础，主要针对垂直轴风力发电系统，通过采集的测试数据，分析它的性能和效率。现存的风力发电系统大都是水平轴的，其受到风力风向的限制，虽然在迎风方向，水平轴的效率要高于垂直轴，但是，风向发生变化后，水平轴风机的效率将会降低。所以，从一个水平轴的风电场可以发现，背风的水平轴的风力发电机组是不工作的，迎风的水平轴发电机组工作，而且，水平轴的发电机都安装在顶部，增加了电缆的长度和维护成本。二、垂直轴系统结构在国外，垂直轴风轮叶片一般是等截面，单troposkien（）曲线，对于50KW风机风轮叶片是等截面双troposkien曲线（如图1所示）。在相同的外形尺寸下，扫风面积增大15%，大大提高了气动效率和输出功率。

风电装备研究报告

风电装备研究报告随着全球化的发展，环保意识的提高，风能作为一种清洁能源得到了越来越广泛的关注。风能的开发利用需要依赖于风电装备，而风电装备的研究和发展也对风能的开发利用起着至关重要的作用。本文将对风电装备的研究现状、发展趋势以及存在的问题进行分析和探讨。一、风电装备的研究现状 1. 风力发电机组风力发电机组是风电装备的核心部件，其性能直接影响到风电场的发电效率和经济效益。目前，国内外的风力发电机组主要有水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组两种类型。水平轴风力发电机组是目前主流的风力发电机组，其优点是转速高、转矩稳定，缺点是需要面对风向，占地面积较大；而垂直轴风力发电机组则是近年来发展起来的一种新型风力发电机组，其优点是可以适应复杂地形和气流，占地面积小，缺点是转速低、转矩不稳定。目前，国内外的风力发电机组已经达到了MW级别，同时也在不断地提高效率和降低成本。 2. 变桨系统变桨系统是风力发电机组的重要组成部分，它通过改变桨叶的角度来调节风力发电机组的转速。目前，国内外的变桨系统主要有液压式变桨系统和电动式变桨系统两种类型。液压式变桨系统具有稳定性好、响应速度快的优点，但是需要大量的液压元件，成本较

高；而电动式变桨系统则具有响应速度快、维护成本低的优点，但是需要大量的电气元件。目前，国内外的变桨系统已经实现了智能化控制，可以根据风速和风向自动调整桨叶角度，提高了风力发电机组的效率和稳定性。 3. 塔筒系统塔筒系统是风力发电机组的支撑结构，其主要功能是承受风力发电机组的重量和风力荷载，并将其传递到地基上。目前，国内外的塔筒系统主要有钢构塔、混凝土塔和复合材料塔三种类型。钢构塔具有制造成本低、安装方便的优点，但是需要进行防腐处理，易受腐蚀；混凝土塔具有耐久性好、抗风能力强的优点，但是制造成本高、安装难度大；而复合材料塔则具有重量轻、耐久性好的优点，但是制造成本高、安装难度大。目前，国内外的塔筒系统已经实现了智能化监控和维护，可以对塔筒系统的状态进行实时监测和预警，提高了系统的可靠性和安全性。二、风电装备的发展趋势 1. 提高风力发电机组的效率和稳定性随着风力发电机组的规模不断扩大，效率和稳定性的要求也越来越高。未来，风力发电机组将采用更加先进的控制系统和材料，提高风轮的气动效率和机械效率，进一步提高风力发电机组的效率和稳定性。 2. 发展更加智能化的风电装备随着物联网、云计算和人工智能等技术的发展，风电装备将越

兆瓦级垂直轴风力发电机组的关键技术研究

兆瓦级垂直轴风力发电机组的关键技术研究保持经济持续、快速开展与维持生态平衡、保护环境的矛盾是当前国际社会也是我国面临的首要问题, 为了保护我们赖以生存的地球环境资源,中国和国际社会、特别是兴旺国家一道为减少碳排放、提高能效,做出了重要的承诺, 在未来的经济活动中采用清洁能源替代技术、可再生能源技术、新能源技术来代替化石能源。相对传统能源领域, 风能利用技术正在走向成熟,因而风能在施工周期、投资方式上优势明显, 具有较好的社会、经济效益。我国在风电的理论研究、工程应用方面与兴旺国家相比存在很大差距, 目前技术条件下的风电本钱、并网电能质量以及设备制造和控制技术等均处于劣势。国内对风电产品的需求迫切, 风电技术的研究根底薄弱, 风电机组大型化、形式多样化等技术问题尚待解决, 诸多缘由促使我国逐渐沦为国际风电行业巨头的垃圾产品倾销市场和新产品试验田。因此, 深入研究各项风电技术对风能的持久开发、高效利用以及形成自主创新设计、取得自主知识产权的风电产品具有重要的现实意义。风电技术属于综合性系统工程, 涉及空气动力学、计算流体力学、自动控制、电机学等诸多学科。目前,随着新技术、新材料的应用,突破传统形式的风电机组逐渐成为风电领域的研究热点。风电机组是非线性的复多变量杂系统, 而且风能具有时变性和不稳定性, 因此,对新形式风电机组关键技术的研究是解决机组运行平安、经济高效的关键。本文针对垂直轴风力发电机组的关键技术展开研究, 主要内容归纳如下：1) 基于贝茨理论、动量理论等风力机建模的根底理论以及低速翼型的空气动力学特性,建立了垂直轴风力发电机动力装置的非线性理论模型，综合考虑Re计算攻

垂直轴风力发电机组性能优化技术研究

垂直轴风力发电机组性能优化技术研究随着环保理念的普及和可再生能源技术的快速发展，风能逐渐成为了人们广泛关注并大力推广的新能源之一。而在风力发电领域，垂直轴风力发电机组也逐渐受到业内专家和投资者的青睐。在实际应用中，垂直轴风力发电机组不仅具备较好的自适应性和抗风能力，而且它的使用寿命也比传统的水平轴风力发电机组更加长久。然而，垂直轴风力发电机组依然存在一些性能不足，例如转矩波动较大而且噪音大等问题。因此，目前对垂直轴风力发电机组的性能优化技术的研究也尤为重要，本文将为读者详细介绍垂直轴风力发电机组的性能问题并探讨性能优化技术的研究现状和前景。一、垂直轴风力发电机组性能问题分析 1. 转矩波动问题垂直轴风力发电机组的转矩波动问题是限制其性能的重要因素之一。由于垂直轴风力机的转子具有非常复杂的三维运动形式，因此旋转过程中会产生很大的离心力和惯性力，导致转矩波动，影响发电效率。 2. 噪音大问题垂直轴风力发电机组的旋转切削空气时会产生噪音，尤其是在高风速、高转速运行时更加明显。这不仅会影响周围环境和邻近居民的安静环境，更会对机组使用寿命和发电效率造成负面影响。 3. 风启动问题传统的水平轴风力发电机组对风速的敏感度非常高，需要较高的起始转矩才能启动。而垂直轴风力发电机组则具备较好的风启动性能，但在一些特殊的工作环境中，如低风速和風向变幻较大的情况下，机组的启动会出现困难。二、垂直轴风力发电机组性能优化技术研究现状

1. 气动优化技术气动优化技术是指通过优化整个机组的外形和设计参数，以达到降低机组气动阻力和转矩波动，提高发电效率的目的。该技术的主要手段包括：改变叶片形状、尺寸和数量、改变机组的结构形式，如采用双轴、三轴等多轴式机组，以降低机组的振动和噪音等。 2. 智能控制技术智能控制技术是指通过智能化控制系统，对机组的转矩、转速、电功率等参数进行精细控制，以实现机组的优化运行和自适应调节。该技术的主要特点包括：精准控制、即时反馈和灵活运行等，可以较好地解决垂直轴风力发电机组的转矩波动和噪音大等问题。 3. 振动分析技术振动分析技术是指通过对机组的振动特性和性能进行系统化的分析和测试，以找出机组的弱点和问题，并提出相应的改善方案。该技术主要手段包括：模型试验、数值仿真、振动监测等，能够有效提高机组的稳定性和运行效率，减少转矩波动和噪音。三、垂直轴风力发电机组性能优化技术研究前景由于环保和新能源的需求，垂直轴风力发电机组的应用前景广阔。此外，随着技术的不断进步和全球发展的不断推进，针对垂直轴风力发电机组性能问题的研究也得到了极大的关注和支持。未来，随着气动、机械、电气和智能控制等技术的发展和应用，相信垂直轴风力发电机组必将迎来更加完善和成熟的性能优化技术，使其发挥更大的作用和贡献。综上所述，随着垂直轴风力发电机组的逐渐普及，优化其性能的技术也日益成熟。未来，随着技术的不断发展和推广，相信垂直轴风力发电机组必将带领着人类迈向更加清洁和可持续的新能源时代。

风力发电技术研究文献综述

风力发电技术研究文献综述伴随着经济的快速发展和全球工业化进程的加快,常规能源如煤、石油、天然气等不可再生能源有限,经过过去的几百年来无节制的开采和滥用,这些不可再生能源已面临枯竭。风力发电既不会产生任何污染物,也不会造成太多的内部能量损耗,是一种取之不尽用之不竭的绿色能源，世界各国都有较大的蕴藏量,是目前最具大规模开发利用前景的能源。随着电力电子技术的飞速发展,风能开始展现自身的优势,现阶段风电成本不断下降,已接近煤炭发电成本,成为一个有发展前途的新兴产业,年增幅高于27%，对风力发电进行深入研究有着重要的现实意义。 1．风力发电的原理风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，驱动发电机发电。最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成。空气流动的动能作用在叶轮上，推动叶轮旋转，将动能转换成功、机械能，叶轮的转轴与发电机的转轴相连，带动发电机发电。20 世纪，现代风机增加了齿轮箱、偏转系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。齿轮箱可以将很低的风轮转速变为很高的发电机转速，同时也使得发电机易于控制，实现很稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面总是垂直于主风向，风轮沿水平轴旋转，以便产生动力。在变桨距风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心旋转，以便适应不同的风况。在停机时，叶片尖部甩出，以便形成阻尼，液压系统就是在调节叶片桨距、阻尼、停机、刹车等状态下使用。控制系统是现代风力发电机的神经中枢，现代风机是无人值守的：风机的控制系统根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网，对出现的任何异常进行报警，必要时停机。 2.风力发电的现状目前,中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行,风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。风电事业的蓬勃发展,带动风力发电技术快速进步,其表现如下: (l)单机容量不断增加,1.5MW和2MW风电机组已成主流机型,5MW己经进人商业化运行阶段,8MW的风电机组正在研制或挂机试验运行。(2)增强风电机组动态性能的新颖结构方案和先进的控制技术得到了深人的研究和广泛的应用。(3)风力发电在电网中所占的比例逐渐增高,现代风电机组的运行控制不但注意了远程监控,而且已经转向风电机组与电网集成一体化调度的控制研究。 3．国内外学者对风力发电技术的研究 3.1对风力发电效率提高技术的研究变速恒频风电机组取代了恒速恒频方式的风电机组,实现了最大风能的追踪,提高了风机的运行效率。王丽娟在“变速恒频风力发电最大风能跟踪研究”提出； “垂直轴风力发电机技术综述及研究进展” 永磁直驱风力发电系统最大功率跟踪控制技术研究 3.2对风力发电稳定性技术的研究