升阻力混合型垂直轴风力发电机.docVIP

序号： 编码： 哈尔滨工程大学 第十六届“五四杯”大学生课外学术科技作品竞赛 作品申报书 A科技发明制作类 作品名称：　升、阻力混合型垂直轴风力发电机　　 院系名称：　　　机电工程学院　　　　　　　　　 申报者姓名： 梁迎彬 王康 张松 1．申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。 2．申报者根据作品类别（A科技发明制作、B自然科学类学术论文、C社会科学类社会调查报告和学术论文）分别填写。 3．序号、编码由“五四杯”竞赛组委会填写。 4．所有科技发明制作必须撰写研究论文，论文要求与《大学生科创学刊》要求相同。 5．作品申报书须按要求由各院（系）统一报送，考虑低碳环保要求本次竞赛只需交电子版。 6．所有参赛作品必须按规定时间报送，相关要求见“启航网”通知。 申报者情况 负责人 情 况 姓 名 梁迎彬 性别 男 年龄 24 学号 身份证号公寓寝室 3#405 联系方式电子邮箱 lyingbin@163.com 合 作 者 情 况 姓 名 性别 年龄 学号 联系方式 电子邮箱 王康 男 25 S30807004868wangkang@163.com 张松 男 22 S309070039zhangsong_251@126.com 申报作品情况 作品名称 升阻力混合型垂直轴风力发电机 作品分类 □计算机技术（包括软件、硬件技术） ■机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动控制、交通建筑等） □通讯与电子（包括通讯电信、电力电子等） □能源化工（包括能源、材料、化学化工、生态环保、轮机等） □数理（包括数学、物理、光学等） □特色专业（水声、船舶、核能等） 是否参加过各种立项 否 是否在其他竞赛中获奖 否 作品设计、发明的目的和基本思路 风力发电机主要分水平轴风力机和垂直轴风力机两种类型。目前商业发电以水平轴为主。与水平轴风力机相比，垂直轴风力机具有安装维护方便、噪声小、叶片受力稳定的优点。垂直轴风力机分为阻力型和升力型，阻力型风力机起动性能较好，但只有小型风力机在低风速下才能获得较大的风能利用率；升力型风力机可作成大型风力机，能获得较高的风能利用率，但大型风力机没有自起动能力。 针对上述问题，该作品采用两层叶片，外层升力型叶片采用全自动控制方法控制叶片攻角，内层叶片通过机械结构设计成可变形叶片，在顺风区叶片张开利用阻力增加转矩，逆风区叶片合拢降低阻力距，这样充分发挥阻力型起动特性好和升力型风能利用效率高的特点，实现升阻力混合控制，从而降低起动风速，提高风能利用率。 创新点，技术关键和主要技术指标 创新点： a．降低了垂直轴风力机的起动风速:在风车起动时，利用内层阻力型叶片在顺风区的张开增加力矩，并在逆风区合拢减少阻力距，使风机在低风速下启动；同时通过调节外层升力型叶片的攻角保证叶片有最大的迎风角度，使风力机作为阻力型风力机起动，提高了起动力矩。 b．提高了垂直轴风力机的发电效率：在风力机运行的过程中，实时测量风向、风速、叶轮转速及转角等信号，自动调节外层叶片攻角和内层叶片的开合，充分利用叶片的升力和阻力，以获得最大的效率。 c．调速、限速方便，提高了安全性：风力机运行过程中，当转速过高时，通过调节叶片攻角提供阻力矩，使转速稳定在安全可靠的范围内，可以省去机械限速装置。 技术关键： 依据风速风向仪、光电编码器测得的风向、风速、叶轮转速及转角等信号，通过单片机控制外层每个叶片驱动电机，自动调节各叶片的攻角以获得最大的驱动力矩和发电效率；根据采集信息，控制内层叶片的开合，降低阻力距。 技术指标 叶片翼型 NACA0012 叶片数量 3 风轮直径L 4m 风轮高度H 2m 起动风速 2m/s 发电功率（10m/s） 1000w 作品的科学性、先进性和实用性 （必须说明与现有技术相比，该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料） 1. 科学性先进性: A．继承了传统垂直轴风力机的优势： 1）安装维护方便：与水平轴风力机相比，垂直轴风力机的发电机及变速箱可安装在地面，降低了安装维护成本。 2）叶片寿命较长：水平轴风力机的叶片在运行过程中，受重力和离心力综合作用，重力与叶片的夹角随时变化，叶片受交变载荷；而垂直轴风力机的叶片受力方向始终不变。 3）噪声小，具环保性：水平轴风轮的尖速比一般在5-7左右，高速下叶片切割气流将产生很大的气动噪音；很多鸟类在这样的