取不同的风速下输出机械功率其曲线可以看出,不同风速下的风轮输出机械功率随风轮转速而变化。但对于每一风速总存在一个最大输出功率点,与中的风能利用系数最大值对应。不同风速下风轮输出功率与转速的关系曲线同样,根据转矩系数和尖速比曲线。可以找出风轮的转矩-转速关系曲线。即风轮在各种转速下的转矩,所得到的转矩-转速关系曲线是以风速为参数的一簇曲线,性能验算所得到的风轮转矩系数-尖速比曲线就可以得到相应的风轮转矩系数CM;(4)由M=12Pv2$R3CM,求出对应的转矩M.
研制过程中,结构己定,常用的方法是根据电机的工作原理进行同部的调整,以达到预期效果,简要介绍如下。调整绕组根据电机基本原理,电机运转的核心是电磁能量转换,对稀土永磁直流电机而言稀土永磁体提供定子磁场,电枢绕组回路在磁场的作用下产生电磁转矩,只需调整电枢回路参数,包括绕组匝数,线径等即可实现电机性能参数的改变。如输出转矩、电机转速、效率等。一般来说,绕组匝数上升,输出转矩增大,转速下降。调节磁场根据上述分析,在电枢回路保持不变的前提下,调节磁通量同样也是可行的。通常采用的办法是调节气隙长度。通过机械加工手段,调整气隙大小,使气隙磁阻发生变化,改变了外磁路特性,从而永磁体工作点发生移动,实现磁通量的调节。调节后,可获得良好效果。
用计算机MATLAB仿真软件模拟出风轮与发电机功率曲线和转矩曲线的匹配图。仿真计算风轮与电机匹配的(n,P1m)曲线从、可以看出,通过对发电机参数绕组匝数、线径、磁通量等的调整,使发电机的功率-转速以及转矩-转速曲线尽量接近风轮各个风速下的转速-功率曲线以及转速——转矩曲线的峰值连线,这样才不会使风轮工作在过盈功率、转矩和欠功率、转矩状态,使整个系统的匹配达到最佳。再看风速在10m/s以下时匹配性良好,所以我们选择10m/s为额定风速。
结论本文提出风轮输出特性与稀土永磁发电机特性的匹配的理论模型,并给出了二者的匹配原理与方法。通过实验验证理论的正确性,为研究风轮与发电机的优化匹配问题提供了一条途径。