专利摘要
一种提高水平轴风力机起动性能的方法，步骤为：在开口风洞内搭建水平轴风力机实验装置；设定叶片安装角；开展吹风实验，风速逐级增大直到风力机起动，该实验风速即为起动风速；以起动风速为起点逐级减小实验风速直到风力机停转，该实验风速的上一级实验风速即为维持风力机正常运转的最小风速；调整叶片安装角，重复实验过程；选定一处风场架设水平轴风力机，设定叶片安装角，配装风力机平移驱动机构；测量自然风风速，当自然风风速处于起动风速与维持风力机正常运转的最小风速之间时，依靠风力机平移驱动机构驱动风力机逆风移动，逆风移动速度为起动风速与自然风风速的差值，使逆风移动速度与自然风风速的合速度达到起动风速，直到风力机起动。
权利要求
1.一种提高水平轴风力机起动性能的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：在开口风洞内搭建水平轴风力机实验装置；
步骤二：将水平轴风力机的叶片安装角调整到设定值；
步骤三：通过开口风洞开展吹风实验，并控制实验风速由0进行逐级增大，每一级实验风速的间隔为0.2m/s，每一级实验风速的维持时间为30s，直到水平轴风力机实现起动，而此时的实验风速即为水平轴风力机的起动风速，最后将获取的起动风速进行记录和保存；
步骤四：以起动风速为起点，控制实验风速由起动风速进行逐级减小，每一级实验风速的间隔为0.2m/s，每一级实验风速的维持时间为30s，直到水平轴风力机停止旋转，而此时的实验风速已经无法维持风力机正常运转，则说明上一级实验风速即为维持风力机正常运转的最小风速，最后将维持风力机正常运转的最小风速进行记录和保存；
步骤五：改变水平轴风力机的叶片安装角，重复步骤三和步骤四，获取其他叶片安装角下水平轴风力机的起动风速和维持风力机正常运转的最小风速；
步骤六：选定一处风场，将水平轴风力机架设在风场内，对水平轴风力机的叶片安装角进行设定，同时为水平轴风力机配置一套风力机平移驱动机构；风力机平移驱动机构包括底座、滑轨、丝杠、丝母滑台及伺服电机，滑轨水平安装在底座上，丝杠水平安装在滑轨上方，丝杠与滑轨相平行，丝母滑台安装在丝杠与滑轨之间，丝母滑台可沿滑轨直线移动，伺服电机水平安装在底座上，伺服电机的电机轴与丝杠同轴固连，水平轴风力机安装在丝母滑台上；在水平轴风力机的整流罩前端安装有风速探头；
步骤七：利用风速探头实时测量自然风风速，当自然风风速处于当前叶片安装角所对应的起动风速与当前叶片安装角所对应的维持风力机正常运转的最小风速之间时，伺服电机启动，以带动丝杠转动，进而带动丝母滑台及其上水平轴风力机沿着滑轨进行逆风移动，且水平轴风力机的逆风移动速度为当前叶片安装角所对应的起动风速与自然风风速的差值，此时水平轴风力机的逆风移动速度与自然风风速的合速度便可以达到起动风速，直到水平轴风力机起动后，关闭伺服电机。
说明书
技术领域
本发明属于风能利用技术领域，特别是涉及一种提高水平轴风力机起动性能的方法。
背景技术
对于升力型水平轴风力机而言，尽管其具有高尖速比和高风能利用率的特点，但风力机起动难问题始终存在，由于风力机的起动风速较大，导致风力机不易被起动，即使风力机顺利起动，一旦风速减小到一定程度使得风力机停止转动，很可能导致风力机无法自起动，从而使风力机无法继续正常工作。而影响风力机起动风速的因素有很多，包括风力机自身设备阻力因素、来流与叶片夹角因素等，因此为了使风力机获得较低的起动风速，通常会给叶片一个较大的安装角，目前大多应用变桨距方式来满足风力机起动时的大安装角要求。此外，风力机的起动风速要比维持风力机正常运转的风速要高很多，只要风力机能够顺利起动，便可以在较小的风速下维持风力机的运转。然而，在维持风力机正常运转的最小风速下，风力机是无法正常起动工作的，也就无法进行发电，这必然会降低风力机的风能利用率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种提高水平轴风力机起动性能的方法，能够在维持风力机正常运转的最小风速下起动风力机进行发电，有效提高了风力机的风能利用率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种提高水平轴风力机起动性能的方法，包括如下步骤：
步骤一：在开口风洞内搭建水平轴风力机实验装置；
步骤二：将水平轴风力机的叶片安装角调整到设定值；
步骤三：通过开口风洞开展吹风实验，并控制实验风速由0进行逐级增大，每一级实验风速的间隔为0.2m/s，每一级实验风速的维持时间为30s，直到水平轴风力机实现起动，而此时的实验风速即为水平轴风力机的起动风速，最后将获取的起动风速进行记录和保存；
步骤四：以起动风速为起点，控制实验风速由起动风速进行逐级减小，每一级实验风速的间隔为0.2m/s，每一级实验风速的维持时间为30s，直到水平轴风力机停止旋转，而此时的实验风速已经无法维持风力机正常运转，则说明上一级实验风速即为维持风力机正常运转的最小风速，最后将维持风力机正常运转的最小风速进行记录和保存；
步骤五：改变水平轴风力机的叶片安装角，重复步骤三和步骤四，获取其他叶片安装角下水平轴风力机的起动风速和维持风力机正常运转的最小风速；
步骤六：选定一处风场，将水平轴风力机架设在风场内，对水平轴风力机的叶片安装角进行设定，同时为水平轴风力机配置一套风力机平移驱动机构；风力机平移驱动机构包括底座、滑轨、丝杠、丝母滑台及伺服电机，滑轨水平安装在底座上，丝杠水平安装在滑轨上方，丝杠与滑轨相平行，丝母滑台安装在丝杠与滑轨之间，丝母滑台可沿滑轨直线移动，伺服电机水平安装在底座上，伺服电机的电机轴与丝杠同轴固连，水平轴风力机安装在丝母滑台上；在水平轴风力机的整流罩前端安装有风速探头；
步骤七：利用风速探头实时测量自然风风速，当自然风风速处于起动风速与维持风力机正常运转的最小风速之间时，伺服电机启动，以带动丝杠转动，进而带动丝母滑台及其上水平轴风力机沿着滑轨进行逆风移动，且水平轴风力机的逆风移动速度为起动风速与自然风风速的差值，此时水平轴风力机的逆风移动速度与自然风风速的合速度便可以达到起动风速，直到水平轴风力机起动后，关闭伺服电机。
本发明的有益效果：
本发明的提高水平轴风力机起动性能的方法，能够在维持风力机正常运转的最小风速下起动风力机进行发电，有效提高了风力机的风能利用率。
附图说明
图1为水平轴风力机和风力机平移驱动机构进行配装后的结构示意图；
图中，1—底座，2—滑轨，3—丝杠，4—丝母滑台，5—伺服电机，6—风速探头，7—水平轴风力机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种提高水平轴风力机起动性能的方法，包括如下步骤：
步骤一：在开口风洞内搭建水平轴风力机7实验装置；本实施例中，水平轴风力机7为小型水平轴风力机，功率为1KW，叶轮回转直径为1000mm，额定工作风速为10m/s；
步骤二：将水平轴风力机7的叶片安装角调整到设定值；本实施例中，叶片安装角的设定值分别为6度、8度、10度、12度、14度和16度，且实验时按照安装角由小到大的顺序重复实验；
步骤三：通过开口风洞开展吹风实验，并控制实验风速由0进行逐级增大，每一级实验风速的间隔为0.2m/s，每一级实验风速的维持时间为30s，直到水平轴风力机7实现起动，而此时的实验风速即为水平轴风力机7的起动风速，最后将获取的起动风速进行记录和保存；
步骤四：以起动风速为起点，控制实验风速由起动风速进行逐级减小，每一级实验风速的间隔为0.2m/s，每一级实验风速的维持时间为30s，直到水平轴风力机7停止旋转，而此时的实验风速已经无法维持风力机正常运转，则说明上一级实验风速即为维持风力机正常运转的最小风速，最后将维持风力机正常运转的最小风速进行记录和保存；
步骤五：改变水平轴风力机7的叶片安装角，重复步骤三和步骤四，获取其他叶片安装角下水平轴风力机7的起动风速和维持风力机正常运转的最小风速；本实施例中，获取的不同叶片安装角下水平轴风力机7的起动风速和维持风力机正常运转的最小风速已汇总至表1中；
表1
步骤六：选定一处风场，将水平轴风力机7架设在风场内，对水平轴风力机7的叶片安装角进行设定，同时为水平轴风力机7配置一套风力机平移驱动机构，二者配装后如图1所示；风力机平移驱动机构包括底座1、滑轨2、丝杠3、丝母滑台4及伺服电机5，滑轨2水平安装在底座1上，丝杠3水平安装在滑轨2上方，丝杠3与滑轨2相平行，丝母滑台4安装在丝杠3与滑轨2之间，丝母滑台4可沿滑轨2直线移动，伺服电机5水平安装在底座1上，伺服电机5的电机轴与丝杠3同轴固连，水平轴风力机1安装在丝母滑台4上；在水平轴风力机1的整流罩前端安装有风速探头6；
步骤七：利用风速探头6实时测量自然风风速，当自然风风速处于起动风速与维持风力机正常运转的最小风速之间时，伺服电机5启动，以带动丝杠3转动，进而带动丝母滑台4及其上水平轴风力机7沿着滑轨2进行逆风移动，且水平轴风力机7的逆风移动速度为起动风速与自然风风速的差值，此时水平轴风力机7的逆风移动速度与自然风风速的合速度便可以达到起动风速，直到水平轴风力机7起动后，关闭伺服电机5。
本实施例中，叶片安装角为8度，自然风风速实测值为6m/s，自然风风速明显低于7.6m/s的起动风速，因此在常规状态下，水平轴风力机7无法在6m/s的自然风风速下起动，同时6m/s的自然风风速又高于5.4m/s的维持风力机正常运转的最小风速，如果水平轴风力机7不能顺利起动，则无法利用6m/s的自然风进行发电，这显然会降低水平轴风力机7的风能利用率。为此，通过计算起动风速与自然风风速的差值，可得到水平轴风力机7的逆风移动速度为1.6m/s，因此只需由伺服电机5驱动水平轴风力机7按照1.6m/s的速度进行逆风移动，就可以将水平轴风力机7与自然风的相对速度提高到7.6m/s，从而达到起动风速，最终使水平轴风力机7在低风速下实现起动。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
一种提高水平轴风力机起动性能的方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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