[發明專利]對稱翼型垂直軸風力機的變槳控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010484511.0
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111622904B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 李亮;經來旺;吳建強;王龍;繆廣紅
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D80/00;F03D7/04;F03D7/02
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 張祥

1.一種對稱翼型垂直軸風力機的變槳控制方法，其特征在于：風力機包括連桿，連桿兩端分別設置有一個對稱的槳葉，連桿的中心設置有一個垂直地面的轉軸，所述轉軸上設置有控制槳葉的變槳執行機構，變槳執行機構設置有與槳葉連接的調整桿，所述調整桿為液壓伸縮桿，風力機上還設置有風向儀和風速儀，連桿上設置有角度傳感器；則變槳執行機構的最優槳距角控制規律為：

其中，θ_p為最優槳距角，Ψ為槳葉方位角，即風向沿逆時針旋轉到翼型圓周內法線時轉過的角度，通過風向儀和角度傳感器的數值即可得到槳葉方位角；為葉尖速度比，R為旋轉半徑，Ω為轉速，v_in為風速，即風速儀的數值；將根據控制規律得到的槳距角輸出給變槳執行機構，所述變槳執行機構控制調整桿對槳葉進行變槳控制；

c₁、c₂和c₃為升力系數表達式C_L(α)＝c₁α+c₃α³和阻力系數表達式C_D(α)＝c₀+c₂α²中的氣動系數，α為攻角，表示相對風速v_r與翼型弦線之間的夾角，v_r＝v_in-RΩ；將根據控制規律得到的槳距角輸出給變槳執行機構，所述變槳執行機構控制調整桿對槳葉進行變槳控制。

2.根據權利要求1所述的一種對稱翼型垂直軸風力機的變槳控制方法，其特征在于：所述變槳控制機構的信號輸出端與液壓系統通信連接。

3.一種對稱翼型垂直軸風力機的變槳控制系統，其特征在于：包括連桿，連桿兩端分別設置有一個對稱的槳葉，連桿的中心設置有一個垂直地面的轉軸，所述轉軸上設置有控制槳葉的變槳執行機構，變槳執行機構設置有與槳葉連接的調整桿，所述調整桿為液壓伸縮桿，風力機上還設置有風向儀和風速儀，連桿上設置有角度傳感器，風速儀、風向儀和角度傳感器的信號輸出端與控制器通信連接，控制器的信號輸出端與變槳執行機構通信連接；所述控制器基于風速儀和風向儀的采集數據輸出控制槳距角，控制器的控制規律為

其中，θ_p為最優槳距角，Ψ為槳葉方位角，即風向沿逆時針旋轉到翼型圓周內法線時轉過的角度，為葉尖速度比，R為旋轉半徑，Ω為轉速，v_in為風速；

c₁、c₂和c₃為升力系數表達式C_L(α)＝c₁α+c₃α³和阻力系數表達式C_D(α)＝c₀+c₂α²中的氣動系數，α為攻角，表示相對風速v_r與翼型弦線之間的夾角，v_r＝v_in-RΩ；將根據控制規律得到的槳距角輸出給變槳執行機構，所述變槳執行機構控制調整桿對槳葉進行變槳控制。