自制风力发电机及其特性研究

风力发电已逐渐普及,但书本中所讲述的风力发电原理抽象、复杂.为了探究风力发电机的特性,解析风力发电原理,特自制风力发电机,并在此基础上延伸、推广此风力发电机的应用范围.     

风力发电机自循环蒸发内冷系统稳定性的研究

自循环蒸发内冷系统的冷却效率高,可以实现无泵自循环,运行安全可靠,基本免维护,因此适合在大型风力发电机中使用.蒸发内冷系统的稳定性对风力发电机的安全运行十分重要,本文基于非线性分岔理论及其数值延拓法,对自循环蒸发内冷系统应用于风力发电机的的静态稳定性进行了深入研究.获得了系统静态分岔解图,分析了系统演化特性,同时分析了系统分岔现象的参数效应.搭建了实验平台,通过实验观测到了自循环蒸发内冷系统的静态分岔现象,验证了理论计算的正确性.     

水平轴升力型风力发电机叶片数量叶片倾角与输出功率的关系研究

旨在探索水平轴风力发电机的风叶数量、风叶倾斜角度与输出功率之间的关系,通过此关系的探究,指导风力发电机的设计和应用。     

直驱型永磁同步风力发电机组中混沌运动的反步自适应控制

以直驱型永磁同步风力发电机为研究对象, 推导了发电机在参数不确定以及风速扰动情况下的数学模型,验证了系统在某些参数及工作条件下会呈现出混沌属性. 并提出了直驱型永磁同步风力发电机混沌运动下的基于反步自适应控制算法,并对其进行了仿真, 仿真结果表明,所提出的算法对于具有参数不确定以及风速干扰的直驱型风力发电系统具有较好的鲁棒性. 关键词： 风力发电 直驱型永磁同步风力发电机组 混沌控制 反步自适应控制     

简易风力发电机模型

多数玩具电动机内都带有永磁体,转动它的转轴时,线圈中会产生感应电动势.这时如果将电动机的引线与外电路相连,电路中就有电流产生,电动机就可以当作发电机用.为此本人经实验并设计制作了一个取材容易成本低的风力发电机模型.     

基于流媒体技术的风力发电机全景监测虚拟现实系统研究

在工程监测中,通过虚拟现实技术进行预警、侦测或巡检等,可在保证人身安全的情况下,对设备状态进行监测并判断;目前多数虚拟现实开发技术存在需要大量存储和分析数据的问题,采取流媒体技术可以很好的解决数据量的问题,但采用具有流媒体功能的软件开发的虚拟场景没有很好的临境感,而全景技术能够使人从各个角度获得直观的立体感,能够解决场景临境感差的缺陷;将流媒体技术与全景技术结合建立风力发电机的全景漫游监测系统,实现了对风力发电机的监测,得到了很好的效果。     

两种减少高温超导风机交流损耗的结构优化方法

超导线圈的制冷问题是高温超导(HTS)风力发电机研究中的一个重点,尤其是在使用接触式制冷的超导电机中,现有制冷机的制冷功率普遍较低,这就要求超导线圈的交流损耗不能太大。在超导风力发电机中,为了减少交流损耗,通常将超导线圈放置在转子中作为励磁线圈使用。在定子齿部材料为铁磁材料的旋转电机中,气隙磁场会发生畸变,转子旋转时超导线圈处会出现交变磁场,产生交流损耗。通过有限元软件仿真,以使用接触式制冷系统的2.5MW高温超导风力发电机为研究对象,证明使用铁磁材料的定子齿部结构是造成超导线圈处交变磁场和交流损耗的主要原因。采用均一化模型计算交流损耗,提出两种减小交变磁场和交流损耗的结构优化方法,即定子齿部采用非磁性材料和在气隙处增加磁屏蔽层。     

永磁同步风力发电机随机分岔现象的全局分析

永磁同步风力发电机在运行过程中不可避免地会受到风能的随机干扰,本文建立了在输入机械转矩存在随机干扰情况下永磁同步风力发电机的数学模型,采用胞映射方法分析了随机干扰强度变化时系统全局结构的演化行为,并通过数值模拟对理论分析进行验证.研究结果表明,随着随机干扰强度的增大,系统中会出现随机内部激变和随机边界激变,即由于随机吸引子与其吸引域内的随机鞍发生碰撞而产生的随机分岔现象和由于随机吸引子与其吸引域边界发生碰撞而产生的随机分岔现象.研究结果揭示了随机干扰对永磁同步风力发电机运行性能影响的机理,为永磁同步风力发电系统的运行和设计提供了理论依据.     

两种减少高温超导风机交流损耗的结构优化方法北大核心

超导线圈的制冷问题是高温超导(HTS)风力发电机研究中的一个重点,尤其是在使用接触式制冷的超导电机中,现有制冷机的制冷功率普遍较低,这就要求超导线圈的交流损耗不能太大。在超导风力发电机中,为了减少交流损耗,通常将超导线圈放置在转子中作为励磁线圈使用。在定子齿部材料为铁磁材料的旋转电机中,气隙磁场会发生畸变,转子旋转时超导线圈处会出现交变磁场,产生交流损耗。通过有限元软件仿真,以使用接触式制冷系统的2.5MW高温超导风力发电机为研究对象,证明使用铁磁材料的定子齿部结构是造成超导线圈处交变磁场和交流损耗的主要原因。采用均一化模型计算交流损耗,提出两种减小交变磁场和交流损耗的结构优化方法,即定子齿部采用非磁性材料和在气隙处增加磁屏蔽层。     

纽约将在高空设置风力发电机

我们都知道,风能是一种重要的可再生绿色能源。当地面附近的风能正在逐步得以开发之时,科学家已经不满足于在地面上获得的这些成绩了。近年来,一些能源科学家开始尝试高空风力发电。最近,纽约的风力发电工程师准备在高空设置风力发电机（图1）。     

小型风光互补发电演示装置

研制了适用于大学物理演示实验教学的小型风光互补发电演示装置,该装置由叶片、风力发电机、光伏太阳能电池板、控制器、蓄电池、逆变器、负载等几部分组成.整个系统以光电互补控制器为核心,经由风力发电机与光伏太阳能电池板将风能和太阳光能转变为电能,并将其储存于蓄电池中供负载使用.该装置展示了风力发电系统的组成,演示了风力发电原理和相关空气动力学原理.     

微型风力发电演示仪

设计制作了一种基于风光互补原理的微型风力发电演示仪.该仪器由风力发电机、光伏太阳能电池板、控制器、蓄电池、负载等各部分组成.整个系统以控制器为核心,由风力发电机、光伏太阳能电池板把风能和光能转变为电能并储存于蓄电池中供负载使用.该仪器作为演示实验仪不仅小型、直观、模块化和操作简便,而且演示内容突显物理与工程相结合的知识...     

400kVA超导同步发电机的试验

目前,世界上研制成功的超导同步发电机都是一种具有超导磁场转子和常规电枢定子的半超导同步发电机。由于采用了超导磁场,从技术上看,可以提高气隙磁密,省去主磁路中的铁芯,增加电枢绕组的有效空间,从而大大提高发电机的单机极限容量,或者在相同的容量下,可使发电机小型、轻量化。从可靠性方面看,由于空气隙增加,电枢反应和同步阻抗减小,发电机和电网的运行稳定性可以提高。从经济方面看,虽要增加一套制冷设备,但几乎可以不需要励磁功率,发电机效率可以提高。因此,目前世界上已有许多国家在进行这方面的工作。     

跑道形高温超导转子磁体设计与测试

基于前期开发的60 kW风力发电机样机,设计并制造了两个应用于直驱式风力发电机的转子磁体,包括磁体的电磁设计、结构设计及制备流程,磁体为两种形式的跑道形高温超导磁体。通过在77 K液氮温区的直流测试,获得了磁体的临界电流、电阻等参数,及电流-电压变化曲线;通过磁体在30 K氦气低温传导冷却系统中直流励磁测试,获得了系统降温曲线、磁场随电流的变化曲线。测试结果表明,磁体满足励磁和传导冷却要求,验证了磁体设计的合理性和运行的可靠性。     

谱分析法测量叶尖小翼对风轮旋转时固有频率的影响

风力机叶尖加小翼,在一定范围内可以增加风力发电机的输出功率,提高功率系数.本文通过应用谱分析法测量风力机风轮旋转时机头的振动谱,通过分析得到了风轮动频,应用动频曲线研究了风力机叶尖小翼对风轮固有频率的影响.实验表明,叶尖小翼虽然降低了风轮静频但通过增大离心力和气动力提高了动频.叶尖小翼可以改善旋转风轮的结构动态特性.     

超导同步发电机的热估算

一近年来,科学技术的迅速发展为低温技术与超导电技术在工程上的应用开辟了宽阔的前景,超导同步发电机的试验研究就是最典型的实例。我国第一台400kvA超导同步发电机(图1)已于1977年5月在上海电机厂试验运行成功,该厂现正在着手研制容量更大的超导同步发电机。     

混沌状态下永磁同步发电机的故障诊断——LMI法研究

本文以永磁同步风力发电机为研究对象, 在两相同步旋转坐标系下建立了永磁同步发电机的数学模型. 应用时间尺度和线性仿射变换建立了系统混沌模型, 验证了系统在某些参数和工作条件下会出现混沌运动. 随后在考虑系统不确定性的情况下设计了故障观测器, 在系统发生故障时, 通过所设计的故障观测器能对混沌状态下永磁同步发电机的故障做出准确估计. 仿真结果表明基于线性矩阵不等式方法的故障观测器能够对系统故障做出快速准确的诊断. 关键词： 永磁同步发电机 混沌 非线性不确定系统 故障诊断     

桨距角对风力发电机输出功率影响实验装置的研究设计

利用风力发电原理,制作简易定桨距风力发电实验装置。测量风力发电装置输出功率及风能利用系数,利用测量结果探究同风速下风力发电机有关运行参数随桨距角改变的变化规律。     

风力发电机偏航控制系统设计仿真技术研究

偏航控制系统是风力发电机的核心机构之一,其硬件设计、软件开发与控制算法的合理选用将直接影响偏航控制系统研发成本、周期,以及风力发电机的风能利用率和安全可靠性等。仿真技术作为一种有效的性能预测、试验验证和分析的综合性技术,其具有高效、安全、受环境条件的约束较少等优点,在复杂系统的研发过程中已成为不可或缺的重要手段。因此,偏航控制系统研发前期,为确保系统软硬件开发、控制算法设计的合理性,缩短研发周期、提高研制效率、降低资源成本,将仿真作为主要验证手段。利用Proteus对偏航控制系统的硬件电路和系统软件进行仿真验证,利用MATLAB对控制算法设计的合理性进行考核,为实际偏航控制系统研发提供依据和指导。     

基于CFD技术的高性能风力机翼型最优化设计方法

新型风力机翼型开发是发展具有自主知识产权的风力机需要解决的需求及其相关的优化算法,并且建立了专门用于风力机翼型开发的优化平台,通过采用CFD方法,进行了高升阻比风力机翼型多工况点优化开发的研究,结果表明,作者使用的方法可以完成新型风力机翼型优化设计.