偏航理论简介

偏航气动理论及偏航结构风力发电机偏航状态的空气动力学基础由于风向的不断变更，风轮不能时刻保持其轴向与风向平行，这种状态称之为偏航状态。偏航状态的风力发电机运行效率低于非偏航状态。为了提高风力发电机的发

偏航气动理论及偏航结构 风力发电机偏航状态的空气动力学基础 由于风向的不断变更，风轮不能时刻保持其轴向与风向平行，这种状态称之为偏航状态。偏航状态的 风力发电机运行效率低于非偏航状态。为了提高风力发电机的发电效率，水平轴风力发电机都配有偏航装 置，用以变更风轮的方向，时刻保持风轮轴向与风向平行，使风力发电机达到最佳的工作状态。传统的叶 - 素动量理论只考虑了风向与风轮平行使的状况，并不适用于偏航状态，因此须要对其修正以达到精确效果。 偏航时的动量定理 动量定理通常用来探讨风速与风作用在叶片上的力之间的关系，用以表现风轮对风能的转换效率问题， 为了便于该问题的探讨，现做出以下假设 1 风轮为一平面圆盘，不考虑倾斜角。 2 空气无摩擦、无粘性 3 流过风轮的气流匀称 4 空气不行压缩，即空气密度不变。 将动量定理干脆应用于处于偏航状态的风轮时是存在肯定问题的。对于未处于偏航状态的风力发电机 风轮来说，事实上叶片在空间的诱导速度是不同的，在径向方向上是有肯定变更的，而动量定理只能计算 出平均的诱导速度。对于处于偏航状态的风力发电机而言（见图），由于叶轮与风向间存在夹角，诱导速 度将会在径向角与方位角间产生变更，难以对叶轮的特性进行估价。现假设风速大小稳定，方向无变更（见 r 下图），由于风向与叶轮间存在夹角，随着叶片的旋转，每个叶片的攻角不断发生变更。攻角的时刻变更 会在风轮叶片产生轴向推力的同时还附带径向力引起偏航倾斜力矩。 当风向固定时，由动量定理可知轴向的动量变更率等于通过圆盘（致动盘）的质量变更率乘以垂直于风轮 的速度变更率。其质量变更率为，速度变更率为 风力发电机偏航状态见图