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小型风力发电机常见故障分析

电源技术 2014年第12期38卷 2451-2452页

作者：闫存富孔令云路素青黄河科技学院工学院河南郑州450063

介绍风力发电机概况及小型风力发电机的结构和工作原理,对小型风力发电机在使用中常见的故障现象及常见故障原因进行分析,提出故障排除措施及日常维护要点,为生产厂家和用户提供理论参考。

关键词：小型风力发电机故障现象排除方法预防措施

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小型风力发电机永磁轴承承载特性研究

小型风力发电机永磁轴承承载特性研究

作者：徐波武汉理工大学

学位级别：硕士

小型风力发电机设备成本低,无污染,能耗低,结构灵活多样,安装使用及维护十分简便,故小型风力发电机特别适合于解决广大无法架设输电线的偏远牧区、山区、海岛、边防哨所、气象台站、中转台站以及作为一种景观安装应用于路灯、草坪灯、... 详细信息

小型风力发电机设备成本低,无污染,能耗低,结构灵活多样,安装使用及维护十分简便,故小型风力发电机特别适合于解决广大无法架设输电线的偏远牧区、山区、海岛、边防哨所、气象台站、中转台站以及作为一种景观安装应用于路灯、草坪灯、公园、别墅等的用电问题。由于传统小型风力发电机启动阻力矩大,起动风速在3.5m/s以上,发电风速必须达到4.2m/s,无法开发利用国内广大地区的低风速资源。因此,小型风力发电机低风速发电技术难点是迫切需要解决的问题。本文提出将磁悬浮技术应用于小型风力发电机中,采用永磁轴承替代机械轴承,从根本上消除机械轴承间摩擦力,从而降低小型风力发电机的启动阻力矩。永磁轴承是利用永磁材料产生的磁场力将转轴悬浮起来的磁浮轴承。由于它具有体积小、结构简单、无接触、无磨损、能耗低、噪声小、寿命长、高可靠性、无需润滑、无油污染等优点,在许多领域具有广阔的应用前景,被公认为极有前途的新型轴承。因此,对其承载特性进行研究就显得越来越重要。根据国内外对小型风力发电机与永磁轴承研究进展情况,以及针对实验室第一轮设计的磁悬浮水平轴小型风力发电机所出现的不足,本文以磁悬浮小型风力发电机为研究对象,对以下问题进行了研究: 1.将主动、被动（永磁）、混合、超导磁悬浮支承作对比,采用永磁悬浮支承,然后设计出五种永磁轴承支承小型风力发电机转轴的结构方案,并分析了各自的利弊;2.研究了永磁轴承的基本结构、分类、工作原理以及材料的选择,给出轴向平行磁化的径向永磁轴承的承载力数学模型,然后分别研究磁环轴向平行磁化,磁环轴向叠加和径向叠加的径向永磁轴承的承载特性,最后分别将29°旋转磁化与轴向平行磁化时,磁环轴向叠加径向永磁轴承径向刚度做了对比;3.从磁环的充磁情况、磁环厚度以及利用ANSYS数值计算得到的永磁轴承的轴向偏移位移与径向力关系三个方面,分析第一轮设计的磁悬浮小型风力发电机试验装置存在的不足,然后找到导致试验装置转轴不能稳定悬浮的原因,最后提出试验装置的改进措施;4.根据本文的研究结论,完成了磁悬浮小型风力发电机的改进设计。

关键词：小型风力发电机低风速发电永磁轴承承载特性 ANSYS

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小型风力发电机MCS认证要求的研究

可再生能源 2013年第7期31卷 105-108页

作者：张东生吴静 TUV南德意志大中华集团中区工业服务部上海200070 华东师范大学MBA教育中心上海200062

英国推出小型风电上网补助政策,必须通过MCS认证才能申请支付上网电价,开拓英国市场的中国小型风电制造商有必要了解MCS认证要求。基于MCS认证的申请流程、参考标准,阐述了产品测试的关键要求,并明确了必须提交的设计资料和工厂审查的... 详细信息

英国推出小型风电上网补助政策,必须通过MCS认证才能申请支付上网电价,开拓英国市场的中国小型风电制造商有必要了解MCS认证要求。基于MCS认证的申请流程、参考标准,阐述了产品测试的关键要求,并明确了必须提交的设计资料和工厂审查的基本要求。

关键词：小型风力发电机 MCS 认证

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小型风力发电机用永磁悬浮轴承的设计与应用

小型风力发电机用永磁悬浮轴承的设计与应用

作者：范凌鹤河南科技大学

学位级别：硕士

大规模发展风力发电产业是解决我国能源和电力短缺的战略选择之一。小型风力发电机设备以其运营低成本,无污染,低能耗,灵活多样的结构选择以及安装使用和运行维护简便的特点,在风力发电方面占有较大优势。然而,风力发电机的许多关键技... 详细信息

大规模发展风力发电产业是解决我国能源和电力短缺的战略选择之一。小型风力发电机设备以其运营低成本,无污染,低能耗,灵活多样的结构选择以及安装使用和运行维护简便的特点,在风力发电方面占有较大优势。然而,风力发电机的许多关键技术依然不够成熟,特别是小型风力发电机。轴承作为发电机的关键零部件之一同样面临多重挑战。现有的小型风力发电机启动阻力大,致使发电机的启动风速较高,对风能的利用率低。因此,开发适用于低风速区的小型低风速风力发电技术,是扩大我国风能有效利用面积的关键。本文以某1kW垂直轴小型风力发电机为研究对象。首先,提出用永磁悬浮轴承替代现有发电机转子使用的传统轴承的方案,设计了永磁悬浮轴承。其次,利用ANSYS软件对设计好的永磁悬浮轴承的承载力进行了有限元仿真分析。仿真分析证明该轴承的承载能力满足承载要求。然后,对制造完成的零部件进行装配,并对最终产品进行了承载力的测试。实测结果与仿真分析吻合,设计方案合理。最后,将永磁轴承安装在小型风力发电机上进行对比测试和装机验证。通过对比,使用本文设计轴承的小型风力发电机较使用常规轴承的小型风力发电机启动风速明显减小。从而使该型小型风力发电机可以用于风能资源不丰富的地区,提高风能利用率,这对国家能源战略意义深远。

关键词：永磁悬浮轴承小型风力发电机仿真分析装机试验

小型风力发电机起动阻力矩及磁悬浮支承的研究

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小型风力发电机起动阻力矩及磁悬浮支承的研究

作者：王念先武汉理工大学

学位级别：硕士

大规模发展风力发电产业是解决我国能源和电力短缺最现实的战略选择之一。我国风能丰富区和较丰富区只占国土面积的26%,目前大型和小型风力发电机分别适用于5m／s和3m／s以上的风场,要使风能资源真正成为我国不可缺少的战略替代能源,必... 详细信息

大规模发展风力发电产业是解决我国能源和电力短缺最现实的战略选择之一。我国风能丰富区和较丰富区只占国土面积的26%,目前大型和小型风力发电机分别适用于5m／s和3m／s以上的风场,要使风能资源真正成为我国不可缺少的战略替代能源,必须开发低风速发电技术,使占国土面积74%的风能可利用区和欠缺区的风能资源得到充分利用。小型风力发电机设备成本低,无污染,能耗低,结构选择灵活多样,安装使用及维护十分简便;小型风力发电机在国内外有很大一部分用于风能资源并不丰富的地区或城市中,解决电力紧缺以及减少二氧化碳排放问题。然而,现有的小型风力发电机阻力大,起动风速较高,因此开发更适用于风能可利用区和欠缺区的小型低风速风力发电技术,是扩大我国风能有效利用面积的关键。磁悬浮支承具有无机械接触、无磨损、无需润滑、寿命长、免维护、无污染等独特优势。将磁悬浮技术应用于小型风力发电机中,采用永磁轴承替代机械轴承,可以从根本上消除支承发电机转轴的机械轴承间摩擦力,从而实现降低小型风力发电机的起动阻力矩。但是,小型磁悬浮风力发电机起动阻力矩产生的原因,永磁支承对小型风力发电机的影响,及小型风力发电机对永磁支承的要求等问题上还需展开研究。本文针对上述问题进行了如下工作： 1.分析了风力发电机的起动过程,了解了起动阻力矩与起动风速间的关系,分析了小型风力发电机起动阻力矩产生的原因,建立了转子偏心小型风力发电机的起动磁阻力矩数学模型。 2.采用有限元法分析了小型风力发电机中的磁力和发电机气隙中的磁场分布;分析了发电机的结构对磁阻力矩的影响以及载荷作用下磁悬浮支承特性对阻力矩的影响。 3.针对磁悬浮风力发电机对永磁轴承承载特性的要求,分析对比了几种结构形式、不同磁化方向永磁径向轴承的承载特性以及轴向叠加情况下两种斥力型永磁轴承的承载特性。 4.设计并制造了小型磁悬浮风力发电机,并对其起动阻力矩进行了测试,与理论分析结果进行了对比。

关键词：小型风力发电机磁悬浮起动阻力矩永磁轴承有限元法

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小型风力发电机外特性测试平台的设计

实验室研究与探索 2011年第3期30卷 24-26页

作者：张延迟顾羽洁解大张明李景兴上海电机学院电气工程系上海200240 上海交通大学电气工程系上海200240 浙江瑞华集团浙江上虞312300

设计并实现了一个小型风力发电机的外特性测试平台,平台包括低速开放式风洞、数据采集系统两部分。风洞设计成口径3.5 m的直流式风洞,实验段采用圆形截面,动力段采用多风机提供动力,在风流通过蜂窝器后,大大改善了风流效果并提高了可靠... 详细信息

设计并实现了一个小型风力发电机的外特性测试平台,平台包括低速开放式风洞、数据采集系统两部分。风洞设计成口径3.5 m的直流式风洞,实验段采用圆形截面,动力段采用多风机提供动力,在风流通过蜂窝器后,大大改善了风流效果并提高了可靠性。数据采集系统通过工业控制数据采集卡对风速、风力发电机转速、输出电压、电流等进行数据采集和处理。通过对某小型风力发电机进行测试的结果表明,平台可满足测试小型风机外特性的实验要求。

关键词：直流式风洞数据采集系统小型风力发电机

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小型风力发电机失速调节型叶轮的实验研究

小型风力发电机失速调节型叶轮的实验研究

作者：时燕内蒙古农业大学

学位级别：硕士

在浓缩风能型风力发电机的专用叶轮二次风洞实验和后续研究基础上,以研究失速调节型叶轮为目的,运用气体动力学理论和对比方法,推导出直径为1.8m普通型300W风力发电机3叶片、5叶片和6叶片叶轮的设计参数,保证三种叶轮的实度相当,改变其... 详细信息

在浓缩风能型风力发电机的专用叶轮二次风洞实验和后续研究基础上,以研究失速调节型叶轮为目的,运用气体动力学理论和对比方法,推导出直径为1.8m普通型300W风力发电机3叶片、5叶片和6叶片叶轮的设计参数,保证三种叶轮的实度相当,改变其对应位置处的弦长,同时适当修正对应位置的扭角。将以上三种叶片分别放到不同的安装角下,得出六种叶轮,采用车载法进行功率输出对比实验,研究叶片数和安装角对功率输出特性和失速调节性能的影响。实验结果表明:6叶片叶轮、5叶片叶轮、3叶片叶轮的起动风速分别为1.68m/s、1.83m/s和2.01m/s;分别在风速为10.18m/s、10.53m/s和10.54m/s时达到额定功率输出,三者的失速特性均不明显。在较小的轮毂安装角情况下,在实度相当的前提下,减少叶轮的叶片数目对机组的起动特性、功率输出特性和失速特性无明显影响。同时,6叶片叶轮、5叶片叶轮和3叶片叶轮在增大轮毂安装角为30°的情况下,功率输出特性明显下降,在风速分别为13.52m/s、14.30m/s和12.42m/s时才能达到额定功率输出。但是此时3叶片叶轮的功率输出特性明显优于5、6叶片叶轮。为使叶轮达到较好的失速性能而过多的增大轮毂安装角,将严重影响机组的功率输出特性。而减少叶轮的叶片数目、加大轮毂安装角,可以使叶轮的功率输出特性和失速特性达到较好的结合。为小型风力发电机失速调节型叶轮设计的进一步发展奠定了理论和技术基础,为简化机组结构,降低成本提供了研究基础。

关键词：小型风力发电机失速调节型叶轮功率输出特性攻角