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定桨距风力机因其具有结构简单、易于制造、控制原理简单、运行可靠性高等优点而广泛应用于中小型风力发电系统。但是在恒转速运行时,定桨距风力机风轮转换效率偏低。变桨距风力机虽然可以获得较高的风能利用率,但由于采用了变桨机构,电机结构较为复杂使得风轮转速和电机控制较复杂,运行维护难度较大,还需要增加一套电子变流设施。定桨距变转速风力机既拥有定桨距风力机结构简单的优点,又通过调节风力机转速来调节风力机输出功率,解决了风能利用率低的问题。因此,开展定桨距风力机输出特性的研究具有重要意义。 为实现上述目标本文选取风轮直径为1.4m,额定功率为300W的物理模型为研究对象。风力机模型设计是基于Wilson方法,利用MATLAB软件设完成的。 本文建立了性能计算模型,并研究了尖速比与风能利用系数的关系,尖速比与推力习数的关系,尖速比与转矩系数的关系;在恒转速工况下研究了风速与功率、风速与推力、风速与转矩的关系;以风能利用系数最大为目标,研究了风速与转速的关系,并研究了风速与功率,风速与功率、风速与推力、风速与扭矩的关系。 通过风洞实验对定浆距风力机的工作特性的计算结果与实验结果进行对比分析。实验结果与计算结果相吻合,并验证了计算结果的可靠性,得出定桨距变转速风力机的功率输出特性要优于定桨距恒速运行风力机的功率输出特性。