針對垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用率低、自啟動能力弱的問題,以1 kW H型垂直軸風(fēng)力機(jī)為研究對象,通過對比美國Sandia國家實驗室動態(tài)失速下測得的風(fēng)力機(jī)實驗結(jié)果與風(fēng)洞靜態(tài)實驗結(jié)果,分析動態(tài)失速對槳距角調(diào)節(jié)的影響規(guī)律;以風(fēng)輪的最大切向力為目標(biāo),得到垂直軸風(fēng)力機(jī)在上風(fēng)區(qū)和下風(fēng)區(qū)的最佳理論攻角分別為14.8°和-14.8°。為使風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)過程中維持在最佳攻角附近,基于雙致動盤多流管理論進(jìn)行Matlab編程計算,建立風(fēng)輪工作狀態(tài)下的受力模型,獲得垂直軸風(fēng)力機(jī)在各個方位的槳距角。通過對0°和180°方位角下的槳距角進(jìn)行修正,給出垂直軸風(fēng)力機(jī)1周變槳距規(guī)律。最后,利用雙致動盤多流管理論對提出的變槳控制規(guī)律進(jìn)行理論驗證。研究結(jié)果表明:利用該變槳距規(guī)律得到的風(fēng)能利用率可以由34.6%提高到42.8%。

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