1、而现在仅能通过翼片致动器变换叶片是否迎风，但不能随风速变换叶片迎角。旋翼式叶片与达里厄叶片接受风能的效率都比水平轴叶片接受风能的效率低，这主要原因在于叶片不能按风速而变换叶片迎角。达里厄叶片在转动中叶片各位置距转动中心的半径不同，难以做到按不同风速变换叶片迎角和叶片弦长。这些问题还有待研究解决⑩。图达里厄垂直轴风力发电机图旋翼式垂直轴风力发电机塔架发电机制动器联轴器发电机增速器塔架增速器垂直轴叶片拉线下支撑翼片致动器钢架叶片上支撑通过上述介绍及其所查资料显示，水平轴风力发电机的研究远远多于垂直轴风力发电机的研究，水平轴风力发电机已有大量资料可用来进行设计计算，而垂直轴风力发电机的研究。

2、速联轴器增速器高速轴联轴器发电机塔架调速装置调向装置制动器等结构组成。典型结构见图。图美国型风力发电机结构左调向电机左调向减速器右调向电机右调向减速器调向传动轴发电机高速轴高速轴结合器低速制动器低速轴调速装置增速器调向制动盘调向制动器叶片风轮叶片安装在轮鼓上称作风轮，它包括叶片轮鼓等。风轮是风力发电机接受风能的部件。现代的风力发电机的叶片数，常为枚叶片，常用的是枚或枚叶片。出于叶片是风力发电机接受风能的部件，所以叶片的扭曲翼型的各种参数及叶片结构都直接影响叶片接受风能的效率和叶片的寿命。增速器由于风轮的转速低而发电机转速高，为匹配发电机，要在低速的风轮轴与高速的发电机轴之间接个增速器。

3、电机尚未商品化生产。主要原因是效率低，需启动设备。但垂直轴风力发电机优点很多，增速器联轴器制动器发电机都可以安装在地面上，安装维修都非常方便，不用调向，垂直轴风力发电机主要有达里厄垂直轴风力发电机和旋翼式垂直轴风力发电机，如图及图。达里厄垂直轴风力发电机主要由叶片垂直轴增速器联轴器制动器发电机塔架及拉线等组成。旋翼垂直轴风力发电机由上支撑叶片钢架翼片致动器下支撑塔架增速器发电机等组成。垂直轴风力发电机有很多水平轴风力发电机所不具备的优点，但是也存在些难以解决的技术难题。比如达里厄垂直轴风力发电机叶片变桨距问题，需要启动设备问题。旋翼式垂直轴风力发电机叶片在风向不同位置变换叶片迎角问题。

4、工业发达国家的风力发电机已达到商品化生产。图垂直轴风力机叶片形式垂直轴索旺尼斯型叶片般型叶片垂直轴杯型达里厄风轮.风力发电机的分类．按风力发电机的功率分类微型风力发电机，其额定功率为。小型风力发电机，其额定功率为。中型风力发电机，其额定功率为。大型风力发电机，其额定功率大于.。．按风轮轴安装形式分类风力发电机按风轮轴不同可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。.水平轴风力发电机的结构水平轴风力发电机是目前世界各国风力发电机最为成功的种形式，而生产垂直轴风力发电机的国家很少，主要原因是垂直轴风力发电机效率低需启动设备，同时还有些技术问题尚待解决。水平轴风力发电机主要由风轮风轮轴低。

5、防止钢制塔架生锈，往往对钢制塔架热镀锌。调速装置风速是变化的，风轮的转速也会随风速的变化而变化。为了使风轮运转在所需要的额定转速下的装置称为调速装置。当风速超过停机风速时，调速装置会使风力发电机停机。调速装置只在额定风速以上时调速。目前世界各国所采用的调速装置主要有以下几种。可变桨距调速装置。定桨距叶尖失速控制调速装置。离心飞球调速装置。空气动力调速装置。扭头仰头调速装量。调向装置调向装置就是使风轮正常运转时直使风轮对准风向的装置。风力发电机的调向有很多种形式，总的说来有五种形式尾舱调向侧风轮调向下风向调向及调向电机伺服电机调向和液压驱动调向。.垂直轴风力发电机的结构现代垂直轴风力发。

6、却没有较大进展，虽然垂直轴风力发电机有很多缺点，但其优点是水平轴风力发电机所不能替代的，所以在下章节将重点介绍本课题研究的内容，垂直轴风力发电机组的部分零部件的设计。第四章垂直轴风力发电机组部分零部件的设计定速度前进的风吹在静止的风力机叶片上做功并驱动发电机发电，将风能有效地转变成电能。风力发电机就是由风力机驱动发电机的机组。本章将对风力发电机的部分结构进行设计计算。.风力机的基本原理空气的流动就是风。风是由于地球自转及纬度温差等原因致使空气流动形成的。风能在这里指的是风的动能。关于风力机的理论有几种。如贝茨理论，萨比宁理论，葛劳渥理论，斯特法尼亚克理论，许特尔理论等。本节主要介绍贝。

7、增速器就是个使转速提高的变速器。增速器的增速比是发电机额定转数与风轮额定转数的比，即。联轴器增速器与发电机之间用联轴器连接，为了减少占地空间，往往联轴器与制动器设计在起。风轮轴与增速器之间也有用联轴器的，称低速联轴器。制动器制动器是使风力发电机停止运转的装置，也称刹车。制动器有手制动器电磁制动器和液压制动器。当采用电磁制动器时，需有外电源当采用液压制动器时，除需外电源外，还需泵站电磁阀液压油缸及管路等。发电机叶片接受风能而转动最终传给发电机，发电机是将风能最终转变成电能的设备。风力发电机上常用的发电机有四种直流发电机，常用在微小型风力发电机上。直流电压等。中型风力发电机也有用直流发电。

8、达不到．，般设计时根据叶片的数量叶片翼型功率等情况，取。.小型风力发电机部分零部件的设计在贝茨基本理论的基础上，通过实践设计小型风力发电机的部分零部件。垂直轴风力发电机不受风向限制，不用调向，发电机增速器联轴器离合器制动器等可直接安装在地面上，具有结构简单，维修方便等优点，致使些国家不遗余力地研究。但垂直轴风力发电机启动困难，需其他动力来启动，且效率较水平轴风力发电机低。所以其发展受到限制，目前世界发达国家商品风力发电机都是水平轴。尚未见到垂直轴风力发电机商品。下面介绍本课题中垂直轴小型风力发电机的部分零部件的设计。叶片风轮功率的确定经验公式给出风轮输出功率的最大值.式中最大输出功率。

9、机的。永磁发电机，常用在小型风力发电机上，电压般为，等，有直流也有交流。水磁交流发电机在中大型风力发电机上尚未得到使用，主要有些技术问题还未解决。现在我国已经发明了交流电压的高效永磁交流发电机，可以做成多级低转速。特别适合风力发电机。同步交流发电机，它的电枢磁场与主磁场同步旋转，同步转速。异步交流发电机，它的电枢磁场与主磁场不同步旋转，其转速比同步转速略低。当并网时转速应提高。塔架塔架是支撑风力发电机的支架。塔架有型钢架结构的，有圆锥型钢管和钢筋混凝土的等三种形式。同时塔架又分为硬塔，柔塔，甚柔塔。硬塔的固有频率大于，其为叶片数．为风轮转数柔塔的固有频率在和之间甚柔塔的固有频率小于。。

10、则必，。如图所示。图贝茨理论计算简图风轮前方的风速实际通过风轮的风速叶片扫掠后的风速通过风轮叶片前风速面积叶片扫掠面的风速面积扫掠后风速面积于是风作用在叶片上的力由欧拉定理求得式中空气当时的密度。风轮所接受的功率为经过风轮叶片的风的动能转化式中空气质量。风作用在风轮叶片上的力和风轮输出的功率分别为风速是给定的，的大小取决于，是的函数，对微分求最大值，得另其等于，求解方程，得求得令.为，称为贝茨功率系数，有而正是风速为的风能，故.说明风吹在叶片上，叶片上所能获得的最大功率为风吹过叶片扫掠面积的风能的.。贝茨理论说明，理想的风能对风轮叶片做功的最高效率是.。通常风力机风轮叶片接受风能的效。

11、，或叶片扫掠面积风速，。.叶片扫掠面积.还可以表达为式中叶片扫掠的最大半径，风轮高度之半，。风轮半径的确定.尖速比的确定.叶片各处的尖速比式中距转动中心不同半径的尖速比叶片至转动中心不同位置的半径叶片最大转动半径，。.叶片弦长根据加拿大涅太华的．•腾普林试验结果叶片弦长可由下式给出式中叶片弦长叶片数。.叶片距转动中心不同位置的半径的弦长式中叶片距转动中心不同半径的弦长叶片距转动中心不同位置的半径叶片数。.增速比的确定式中发电机额定转速风轮额定转速数，。.叶片设计计算本课题所设计的叶片如图所示，为二维图，为三维图。其总长为，总宽为，最大使用风速为由此得叶片扫掠面积.风轮输出功率的最大值。

12、理论。世界上第个关于风力机风轮叶片接受风能的完整的理论是年由•贝茨建立的。贝获理论的建立，是假定风轮是“理想”的，全部接受风能没有轮鼓，叶片无限多，对空气流没有阻力。空气流是连续的，不可压缩的，叶片扫掠面上的气流是均匀的，气流速度的方向不论在叶片前或流经叶片后都是垂直叶片扫掠面的或称平行风轮轴线的，这时的风轮称“理想风轮”。分析个放置在移动的空气中的“理想风轮”叶片上所受到的力及移动空气对风轮叶片所做的功。设风轮前方的风速为，是实际通过风轮的风速，是叶片扫掠后的风速，通过风轮叶片前风速面积，叶片扫掠面的风速面积及扫掠后风速面积。风吹到叶片上所做的功是将风的动能转化为叶片转动的机械能，。

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