基于Xflow风机叶片覆冰数值模拟研究

为研究风力发电机叶片覆冰后对其运行性能带来的诸多问题,本文采用格子玻尔兹曼方法-大涡模拟的无网格方法对贵州某1.5 MW大型风力发电场的风机叶片雾凇、雨凇覆冰下的结冰程度、风速及转速对其输出能力的影响进行数值模拟研究,并根据计算结果拟合出一组公式.结果显示:额定风速下雾凇覆冰程度达2％时,与未覆冰(0％)时相比,输出功...     

风机叶片引下线断裂故障检测与定位方法

风机叶片引下线出现断裂故障,将直接威胁风机的安全运行,然而当前关于叶片引下线断裂故障的检测与定位研究较少。为此,选取2.5 MW真机叶片引下线,并考虑其分支结构,以注入脉冲法为故障检测和定位手段,搭建了叶片引下线断裂故障仿真模型和实验平台,从仿真和实验角度开展叶片引下线断裂故障检测与定位方法研究。研究结果表明,含分支结构的叶片引下线发生断裂故障时,仅凭故障波形难以实现故障检测与定位,可通过对故障波形与无故障波形作差找到故障反射波,依据故障反射波完成叶片引下线断裂故障的检测与定位。所提方法具有较强的可行性和有效性,为当前风电场诊断叶片引下线断裂故障提供了新思路。     

风机叶片生产中阻聚剂的应用

本文研究了阻聚剂在风机叶片生产中的应用。通过在不饱和聚酯树脂中加入阻聚剂进行配比调整的实验,以及对实验结果的分析,得出适合风机叶片生产时,手糊层铺、中温固化条件下的最佳阻聚剂配比范围。     

基于Ansys的风机叶片谐响应分析

本文对R40轴流风机的动叶片进行了有限元建模,并运用ANSYS12.0软件对其进行了动力学分析,得到了叶片在气流激振力下的谐波响应。结果表明：R40轴流风机在额定转速下工作,运行稳定,不会发生共振;叶片在120Hz附近对激振力的响应有最大值。     

风机叶片真空系统布置的优化与应用

通过对某型号风机叶片真空系统布置的现状进行分析,提出了系列优化方案,并结合外界环境条件对各方案进行验证,掌握了不同温况下较为合理的真空系统布置工艺,并给出在推广中进一步优化的建议,对于企业降本增效、提升市场竞争力具有较高的应用价值。     

基于ANSYS大型风机叶片叶根吊装夹具设计

大型风机叶片具有长、重、大等特点,这为叶片的起吊带来了极大的不便.以24m长的风机叶片作为研究对象,对其叶根部位进行了吊装夹具的结构设计,利用Pro/E三维造型软件建立模型,再将模型导入有限元软件ANSYS中进行预应力静态分析,结果表明,夹具体变形满足设计要求.     

可控减速法设计离心风机两元叶片的研究

提出采用可控减速法设计离心风机两元叶片,即通过三维黏性流场计算,采用正交试验设计方法,以确定流道内平均速度的减速规律和叶片型线.在满足原有的气动设计点参数和不改变风机轮盖和轮盘几何尺寸的前提下,对某高效离心风机叶片型线进行了重新设计.整机全工况数值计算表明,优化后的风机效率在绝大部分工况范围内都明显提高,压力在设计和小流量工况时也比原风机高,而且大大避免了原风机的过载导致烧毁电机的问题.设计工况详细的流场分析表明,优化设计风机的叶轮流道内静压分布更加均匀,消除了分离损失,说明该方法是风机叶片优化设计的可靠和快速方法.     

《冶金风机叶片磨损故障仿真研究》

在钢铁冶金行业,冶金风机大部分会长期在高浓度金属颗粒的环境中工作,这类风机的叶片磨损故障经常产生,原因是金属粉尘与叶轮叶片高速碰撞导致风机转子失平衡、叶片断裂。所以分析诊断叶片磨损情况十分重要。由于高浓度金属粉尘工作环境实验室无法模拟,故该类故障的样本无法在转子实验台上实验获得详细样本数据。本文采用气固两相流理论和计算流体力学FLUENT软件来研究叶片磨损的产生机理和叶片磨损过程,对冶金风机叶片磨损故障进行仿真研究。     

风机和水泵的节能与节能装置

调速是风机和水泵重要的节能措施。在各种调速节能的方法（装置）中,液体粘性调束离合器是一种优选的适用于大功率风机和水泵调速的高效节能装置。     

长短叶片开缝技术在离心风机设计中的应用

为高性能新型风机设计进行了应用技术研究,提出在离心风机叶轮设计中采用长短叶片开缝的新技术。这种技术综合了长短叶片和边界层吹气两种技术的优点,能有效改善流动。应用３维不可压Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程及ｋ－ε湍流模式的计算程序对叶轮长短叶片开缝技术的有关参数进行了数值优化,并选取了１６叶片的长短开缝叶片叶轮进行样机试制及现场测试。结果表明：长短叶片开缝叶轮与不开缝叶轮相比,全压提高,噪声下降,风机的性能曲线改善。本文的结果说明长短叶片开缝技术在离心风机的设计中有很好的应用前景,并已有生产厂家决定批量投产。     

小型风力发电机偏心轴叶片设计与计算

为了小型风力发电达机达到微风启动,强风制动的特点,对发电机叶片结构形式采用偏心轴式设计.首先叙述了偏心叶片的设计机理和特点,其次基于空气动力学基本理论,在一定简化条件下,推导出水平式风力发电风速和风压的计算关系式.以此为基础首次计算得出带有新型偏心轴叶片的小型风力发电机切入风速、切出风速、额定转速、最优偏转角度、偏心距等重要技术参数.该结果为小型风力发电机偏心轴式叶片设计提供一定的理论基础和指导意义.     

含风电场并考虑风速随机性的电力系统电压控制区域划分

提出了一种含风电场并考虑风速随机性的电力系统电压控制区域划分方法．根据风速的威布尔分布,推导出风力机的平均机械功率．考虑风力发电机滑差为状态量、风力发电机平均机械功率与电磁功率平衡,建立含风电场的潮流方程．基于系统的雅可比矩阵中有功和无功对电压幅值偏导数的子矩阵之和进行电压控制区域划分．采用最小特征值的方法计算节点的参与因子,从而判断出电压容易失稳的区域．最后以新英格兰10机39节点为例进行仿真,证明了本文方法的有效性和可行性．     

风力发电机组出力组合区间预测算法

论述风电机组出力的准确预测对含大规模风电场电力系统的经济、安全运行具有重要意义,提出基于模糊信息粒化-最小二乘支持向量机和混沌时间序列的出力组合区间预测方法.首先用最大-最小贴进度的方法建立风速组合区间预测模型,然后在风速区间预测的基础上,通过风速与出力之间的关系-功率曲线,得到风电机组出力在未来时刻的变化区间.对提出的预测模型,使用甘肃酒泉某风电场和美国Wisconsin州Butler ridge风电场的现场实测数据进行测试验证,结果表明通过该预测模型得到的风电机组出力变化区间具有较高的精度和置信水平.     

双馈异步风力发电机新型无位置传感器控制方法

为了解决风力发电机系统中位置传感器故障率高、维护困难的问题,提出了一种双馈异步风力发电机新型无位置传感器控制方法。该方案通过测量定子电压计算定子静止坐标下的定子磁链矢量,同时通过测量的转子电流和重构得到的转子电压计算转子坐标系的定子磁链矢量,根据定子磁链矢量在不同坐标系下的位置获得转子位置角度。和已有方法相比,该方法仅需测量定子电压和转子电流作为反馈量,计算量较小且不需要定子电流信息。实验表明,该控制算法具有良好的动态和稳态性能,达到了较高的转子位置和转速观测精度,适合双馈异步风力发电系统的变速恒频运行。     

整流型鼠笼异步风力发电机的电压控制

变速恒频运行的鼠笼异步风力发电机系统多采用全功率双脉宽调制交直交变换.为了减小变流器容量,提出一种整流型系统结构及其电压控制策略.用与发电机并联的变流器和电容器补偿发电机励磁电流,调节发电机电压;发电机接不控整流桥和逆变器为交流负载供电.分析了发电机建压电容的选取,对系统电压控制方法进行了仿真和实验研究.当转速和负载在一定范围变化时,整流电压都能保持基本恒定,且变流器的补偿电流较小,证明了该系统结构的可行性和控制方法的有效性.     

大功率直驱永磁风力发电机的电磁结构分类及特征分析

从理论上分析了大功率直驱永磁风力发电机(DDPMWG)低转速、大转矩、大体积、重质量的特征.以图示的方法提出了依据气隙磁通导向、定子磁通导向、永磁体安装方式和有无齿槽等进行分类的4种DDPMWG的分类方法.用这些分类方法对DDPMWG进行了分类,并对其中具有一定优势的6类DDPM-WG进行了电磁结构特征的理论和图示分析.这种分析有助于设计出结构更为合理,更适合于直驱永磁风力发电系统的发电设备.还提出了2种DDPMWG结构性能优劣的比较标准,即成本/转矩的比值和转矩/质量的比值,给出了具有低的成本/转矩的比值和高的转矩/质量的比值的永磁体聚磁安装的横向磁通DDPM-WG更适合于直驱风力发电系统的结论.     

直驱永磁风力发电机最大功率跟踪的鲁棒控制

针对直驱永磁同步风力发电系统,考虑实际中存在的系统参数不确定性和外界干扰,研究了直驱永磁同步风力发电机最大功率跟踪控制问题。利用转子磁场定向矢量变换技术和鲁棒backstepping非线性控制技术及干扰抑制技术设计了一种鲁棒轨迹跟踪控制器,通过控制定子电流的转矩分量调节风电机转速,实现系统最大风能捕获和稳定运行。理论分析和与其他控制器的仿真比较结果均表明,所设计的控制器可以保证额定风速下系统参数存在不确定性和外部干扰时,风力发电系统仍能够实现安全可靠地最大获取风能的运行。     

风力机旋转叶片脉动风场建模与数值仿真

分析了风力机风场模型与普通建筑风场模型的相同点和不同点,指出叶片的转动将改变叶片上风速模拟点风速谱的能量分布,使相当部分的频率能量集中到风轮旋转频率及其倍频处.根据标准von Karman模型和旋转采样谱模型,推导并建立了风力机叶片的脉动风速谱功率矩阵,并在此基础上,采用谐波叠加法模拟了叶片脉动风速模拟点的风速时序数据.     

定子双绕组风力感应发电机的运行特性分析

为了深入研究应用于风力发电系统的定子双绕组感应发电机(dual stator-winding induction generator,DWIG)运行特性,从等效电路和相量图出发,分析了DWIG在转速和负载变化情况下的运行机理及特点,推导了不同负载下控制绕组电流的计算方法。在此基础上,针对额定转速和变转速2种运行工况,对1台18.5 kW带感性负载的DWIG样机运行特性进行了详细分析。结果表明：控制绕组可对励磁无功功率进行调节实现空载建压,控制绕组电流和转差率随负载电流的增加而增大,效率随负载电流的增加先增大后减小,在变转速情况下控制绕能进行无功功率调节实现恒压输出。理论分析与仿真结果一致证明了研究结果的正确性。     

基于两轴共振模式的风电叶片疲劳加载监控系统设计

为了缩短风电叶片疲劳测试周期,提出了一种基于电驱动的两轴共振疲劳加载方法。给出了两加载源速度和相位的检测方法,并以此制定了同步控制策略。整个控制系统采用主从式两级网络构架模式,采用高速脉冲计数传感器测量2个加载源的速度和相位,采用激光测距仪测量叶片振幅,并采用Labview软件开发了上位机监控界面。试验结果表明,该监控系统能很好地测量加载源的转速、相位和叶片振幅等特征参数。