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垂直軸風(fēng)力機(jī)的現(xiàn)在和未來(lái)

2012-07-27 來(lái)源:《風(fēng)能》 瀏覽數(shù):1320

   風(fēng)力機(jī)有較低的啟動(dòng)風(fēng)速意味著風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩較大,因此風(fēng)力機(jī)剎車(chē)時(shí)就需要較大的制動(dòng)力矩。對(duì)于采用一級(jí)剎車(chē)機(jī)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力機(jī),制動(dòng)力矩應(yīng)該大于極限風(fēng)速時(shí)風(fēng)力機(jī)的靜止力矩;對(duì)于采用二級(jí)剎車(chē)機(jī)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力機(jī),第一級(jí)剎車(chē)考慮在剎車(chē)風(fēng)速下的制動(dòng),剎車(chē)時(shí)間應(yīng)不大于3 分鐘,制動(dòng)力矩以起始剎車(chē)風(fēng)速時(shí)風(fēng)力機(jī)力矩的1.5 倍左右為宜,制動(dòng)力矩應(yīng)由小逐步增大到最大力矩以保護(hù)風(fēng)力機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu),第二級(jí)剎車(chē)為安全銷(xiāo),用于風(fēng)力機(jī)停止后鎖定風(fēng)力機(jī)。

  2.5 垂直軸風(fēng)力機(jī)的防雷
  無(wú)論采用二級(jí)或三級(jí)防雷標(biāo)準(zhǔn),絕大多數(shù)垂直軸風(fēng)力機(jī)都不適合通過(guò)風(fēng)力機(jī)頂部加裝避雷針達(dá)到避雷目的,圖3、圖4 是二種不同類(lèi)型垂直軸風(fēng)力機(jī)的避雷針結(jié)構(gòu)圖,紅色區(qū)域是根據(jù)滾球法計(jì)算出的不保護(hù)區(qū)域,白色區(qū)域是避雷針保護(hù)區(qū)域,從圖中可以看出風(fēng)力機(jī)絕大多數(shù)部位不在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)。比較理想的方式是葉片、葉片連接件、軸、發(fā)電機(jī)外殼、塔架導(dǎo)通性良好,由于通常軸承中含油,軸承并不是良好的導(dǎo)體,因此為了達(dá)到很好的避雷效果,軸和發(fā)電機(jī)外殼應(yīng)采用集電環(huán)連接。
  2.6 磁懸浮風(fēng)力機(jī)
  磁懸浮不等于磁懸浮軸承,磁懸浮軸承是非接觸式軸承的一種,通常適合用于1萬(wàn)轉(zhuǎn)或更高的轉(zhuǎn)速并用于恒定載荷條件。磁懸浮風(fēng)力機(jī)是利用永磁體同級(jí)相斥原理承受風(fēng)輪重量,但由于風(fēng)力機(jī)所受風(fēng)載為交變載荷,風(fēng)力機(jī)不適合使用非接觸式軸承,因此為了克服交變載荷帶來(lái)的影響,現(xiàn)有磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)仍然使用軸承。而對(duì)于普通的深溝球軸承,一般其軸向最大載荷也可承受徑向載荷的10%,完全可以承載小型風(fēng)力機(jī)的軸向載荷,所以現(xiàn)有磁懸浮風(fēng)力機(jī)在使用磁懸浮后依然必須使用傳統(tǒng)的接觸式軸承。而對(duì)于風(fēng)力機(jī)而言,最大阻力矩首先來(lái)源于發(fā)電時(shí)的磁阻,其次是軸承在風(fēng)輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由離心力產(chǎn)生的阻力矩。再次才是葉片重量產(chǎn)生的阻力距;而磁阻是永磁發(fā)電機(jī)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋举|(zhì),離心力產(chǎn)生的阻力矩由于軸承的存在依然保持,所以磁懸浮風(fēng)力機(jī)不僅不能明顯提高風(fēng)力機(jī)的啟動(dòng)性,也幾乎不提高風(fēng)力機(jī)效率。提高啟動(dòng)性較好的方法,一是盡可能使用較輕便的軸承,二是使用無(wú)鐵芯的永磁發(fā)電機(jī),但是用盤(pán)式無(wú)鐵芯發(fā)電機(jī)后由于盤(pán)式無(wú)鐵芯發(fā)電機(jī)效率低于傳統(tǒng)發(fā)電機(jī),將影響風(fēng)力機(jī)的整體效率。

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