【摘要】：近年來,由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源和電力的緊缺,風(fēng)力發(fā)電事業(yè)受到了高度的重視。垂直軸風(fēng)力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長,且不需要水平軸風(fēng)力機(jī)必備的偏航機(jī)構(gòu)等一系列優(yōu)點(diǎn),因此,對垂直軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)研究成為了當(dāng)今的熱點(diǎn)之一。而風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)性能的好壞直接關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)、發(fā)電量的多少以及設(shè)備的安全,所以一個(gè)良好的控制系統(tǒng)對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)來說是非常重要的。本文針對一種新型的柱形葉片垂直軸風(fēng)力機(jī)的需要,開展其葉片變速控制單元的研究。 論文針對Magnus效應(yīng)設(shè)計(jì)的一種新型的柱形葉片垂直軸風(fēng)力機(jī),根據(jù)該種風(fēng)力機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和單個(gè)葉片的運(yùn)行規(guī)律,提出了一種基于ARM和ZigBee無線通訊的變轉(zhuǎn)速控制方案�？刂葡到y(tǒng)以ARM9為主控制器,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了用于檢測信號和控制電機(jī)的硬件電路和軟件流程;控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸采用ZigBee無線通訊方式來實(shí)現(xiàn);在上位機(jī)上采用VB進(jìn)行模塊化編程,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信號的遠(yuǎn)程監(jiān)測;為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和抗干擾性,論文還設(shè)計(jì)出了一種用于抵抗電磁干擾的硬件措施。最終設(shè)計(jì)出了柱形葉片風(fēng)力機(jī)單個(gè)葉片的控制單元。 論文最后還設(shè)計(jì)了信號采集、無線通訊和電機(jī)控制三個(gè)實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證控制方案的可行性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該控制方案可以用于柱形葉片風(fēng)力機(jī)單個(gè)葉片的控制。
【圖文】：

其中達(dá)力厄風(fēng)力機(jī)有曲線翼型（Φ 型）和直線翼型 2 種形狀，，如圖1-1 所示。然而當(dāng)時(shí)各國都將研究精力放在了水平軸風(fēng)力機(jī)上，且后來由于第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，使垂直軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)展沒有受到高度的重視[10-12]。a) 薩渥紐斯型風(fēng)力機(jī) b)馬達(dá)拉斯型風(fēng)力機(jī)c）Φ 型達(dá)里厄風(fēng)機(jī) d) 直線翼達(dá)里厄風(fēng)機(jī)圖 1-1 幾種垂直軸風(fēng)力機(jī)[10-12]直到 20 世紀(jì) 60-70 年代間，加拿大、美國和英國的風(fēng)電專家通過實(shí)驗(yàn)論證了升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)工作機(jī)構(gòu)線速度與風(fēng)速之比可達(dá)到 6:1 以上，且風(fēng)能利用系數(shù)不比水平軸螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低，此后垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)得到了大力開發(fā)，1973 年爆發(fā)的世界石油危機(jī)也給風(fēng)能發(fā)展提供了機(jī)遇，此時(shí)迎來了垂直軸風(fēng)力機(jī)發(fā)展的第二次高峰期[13,14]。而這個(gè)時(shí)期研究的風(fēng)力機(jī)類型主要是達(dá)力厄型風(fēng)力機(jī)。- 2 -

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文初，垂直軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)展迎來了第三次高峰期，軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究。2001 年，我國以部隊(duì)牽限公司成功研制出了世界首臺 MUCE 新型垂直功，如圖 1-2 所示，而且在 5 年不到的時(shí)間里將~100KW，處于世界領(lǐng)先地位[15,16]。于此同時(shí)，也都開始關(guān)注直線翼垂直軸風(fēng)力機(jī)和 H 型風(fēng)力機(jī)多中小型的垂直軸風(fēng)力機(jī)也被成功的推向市場。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TK83

【參考文獻(xiàn)】

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4 張U

本文編號：2681098