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阮金晶
安徽皖南电机股份有限公司（242500 )
A New Gathering-wind Type of Wind Turbine
RUAN Jinjing
Auhui Wannan Electric Machine Co.,Ltd.
摘要：介绍了一种风能利用率高，聚风能力强的新 型风力发电机组。 氯甲酚中图分类号：T M302文献标识码：A
DOI 编码：10.3969/j.issn.l006-2807.2019.04.011
供应链金融管理Abstract: A new type of wind turbine with features of high utilization rate of wind energy and strong gathering-wind capability is introduced.
Keywords: gathering-wind shield generator set mounting column
风力发电机是将风能转换为机械能的动力 机械。因为风力发电机没有燃料问题，也不会产 生辐射和空气污染，在国家政策支持和能源供应 紧张的背景下，风力发电发展迅速。风力发电机 的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再通过 增速机将旋转的速度提升，使风能转化为机械能 通过主轴传递给发电机发电。
依据现有风力发电机技术，大约是3 m/s的 微风速度便可以开始发电。但是，传统风力发电机叶片长度较长，叶片制成工艺复杂，成本较 高，安装过程复杂。且传统风力发电机对场地要 求较高，风力较小的区域不适合装设风力发电 机。较小的风能得不到利用，就形成了不必要的 浪费。
1 新型设计
本文介绍一种风能利用率高、聚风罩聚风能 力强，且在过载工况下不易损坏的风罩式聚风风 力发电机。
该风力发电机组由聚风罩、发电机组和安装 柱等部件组成，如图1所示。
图1聚风式新型风力发电机结构
聚风罩呈伞状结构，聚风罩内径从一端到另 一端逐渐缩小，聚风罩的两个开口分别为宽口与 窄口。在聚风罩内，位于窄口处布置发电机组，发 电机组由发电机和控制系统组成，因发电机组本 体采用现有技术，故不赘述。发电机组位于从聚 风罩宽口端流向窄口端的风流之中，该风力发电 机风叶的中心线与聚风罩的中心线是平行布置 的。在风力发电机的安装柱顶部设有连接座，聚 风罩在连接座上可转动，可在水平方向上作周向 转动。
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刮刮卡制作考虑到风力过大时，聚风罩无法承载过大的 风力，在聚风罩上设置若干个溢风窗。溢风窗前 部与聚风罩活动连接，后部通过磁性元件或弹性 件与聚风罩连接。当风力超过聚风罩承载范围，溢风窗自动开启，实现溢风；当风力减小至设定 值时，磁性元件或弹性件的弹力作用，将溢风窗 关闭。该设定值根据弹性件的弹力或磁性元件的 磁力确定。
磁性元件可以是永磁体等，当溢风窗通过磁 性元件与聚风罩连接时，磁铁元件成对布置。即 在溢风窗的后部安装一个磁性元件a，在聚风罩 对应位置安装另一磁性元件b，溢风窗通过该对 磁性元件吸合与分离实现溢风窗的开闭，磁性元 件的吸合与分离是通过聚风罩内风力大小实现 的。弹性件优选为弹簧，也可以是其它橡胶类弹 性件，磁性元件与弹性件的目的在于配合风力的 大小实现溢风窗的开和闭。
在聚风罩内周向布置若干个用于在聚风罩 内形成涡流的导风板，导风板可使用现有的各种 成熟形式（例如图2所示的导风板，它呈曲线状。只要能使进入聚风罩内的风，在导风板的作用下 形成涡流即可）。导风板不仅倍增了进入聚风罩 的风力，同时能使通过聚风罩的风，形成涡流，提高了发电效率。
由于聚风罩宽口端始终要迎着风向，故聚风 罩需要能够在水平风向上周向旋转。聚风罩底部 设有支撑轴，支撑轴装配轴承与连接座完成配 合。通过转向轴承和发电机本体尾翼实现聚风罩 宽口端始终迎着风向。
风从聚风罩宽口方向吹入聚风罩，由于聚风 罩进风口大，出风口小，故风在穿过聚风罩的过 程中就会出现风力加速的现象。此外，由于聚风 罩内设有导流板，进入聚风罩内的风又能产生涡 流，倍增了风力。二者效果叠加，进入聚风罩内风力较小的风也能在聚风罩内实现了风力倍增。使进入聚风罩的风作用于叶轮，带动发机电组发 电，故小于3级的风力亦可实现发电。
双眼皮胶条2 数据对比
据测定，一台55 kW的普通风力发电机组与新 型聚风式风力发电机组两者的参数对比，见表1。
表1普通风力发电机组与聚凤式风力发电机组数据对比
输出功率/kW
风速/风级普通风力
发电机组
聚风式风力
smdao发电机组
风速大于9.5 m/s时(风力5级及以上）5555风速8 m/s时(风力约5级）3855
风速6 m/s时(风力约4级）1630
风速4 m/s时(风力约3级）9.518
风速小于3 m/s时(风力2级及以下）忽略4~ 10一般来说，3级风就有利用价值，但从经济 合理的角度出发，风速大于4 m/s才适宜发电。由表1数据显示，聚风式风力发电机组风能利用率 高，对于风力较小且场地受限的区域，也可装设 该种风力发电机。
3 结语
随着技术进步和环保事业的发展，风能作为 一种清洁可再生能源，风力发电的市场也迅速发 展起来。风能发电在商业上将完全可以与燃煤发 电竞争，此种聚风式新型风力发电机组。其聚风 罩通过回转轴承与安装柱连接，聚风罩在水平方 向上能自由转动，故聚风罩能随时迎着风向，进 而实现发电最大化。由于体积减小，叶轮和电机 可制成为更灵敏、高效的组件，减少能量损失。该风力发电机组风能利用率高，整机成本制作工 艺简单，安装方便，方便规模化应用。
参 考文献
[1]徐大平，柳亦兵，吕跃刚.风力发电原理[M].北京：机械工业出
版社，2011: 1-7.
(收稿日期：2018-11-01)
作者简介：阮金晶，女，1986年8月生，本科，电气工程及其自动化专 业，工程师，现从事中小型电机的产品结构设计工作。
《电机技术》2019年第4期
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