Dimensionering och konstruktion av passiv mekanisk pitch för småskaliga horisontalaxlade vindkraftverk
| Autor: | Oljelund, David |
|---|---|
| Jazyk: | švédština |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
Wind
turbine wind power pitch mechanical passive design dimension sizing HAWT axis horizontal axle small scale torsion spring loaded BEM blade element engineering production over rated tip speed ratio Vindkraft vind kraft mekanisk passiv konstruktion dimensionering horisontalaxlad horisontal axlad horisontalaxlat småskala småskalig små skala vridfjäder torsionfjäder fjäderbelastad fjäder vrid Blad Element maskinteknik effektproduktion över märkvind löptal Mechanical Engineering Maskinteknik |
| Druh dokumentu: | Text |
| Popis: | För vindkraftverk i mindre skala används i huvudsak två sätt att avlasta vid höga vindhastigheter, stallreglering och girning ur vind. En tredje metod är att pitcha rotorbladet till en mindre attackvinkel. Då minskar belastningen på rotorbladet samtidigt som effektgenerering kan bibehållas. Arbetet redovisar en konstruktion för en fjädrande passiv mekanisk pitch som avgränsats till att enbart dimensionera en vridfjäder och tre lager. Konstruktionen riktas mot horisontalaxlade vindkraftverk med tre rotorblad med en rotordiameter upp till 20m. Ett idealt rotorblad modelleras matematiskt för att ta fram dimensionerande krafter och moment. Utifrån detta kan sedan vridfjäder och lager dimensioneras. Konstruktionen tillsammans med dimensioneringen visar att belastning av rotorbladet kan reduceras samt att krafter som är kopplad till effekten kan hållas mer eller mindre konstant för vindhastigheter 16 till 24 m/s. Resultat av dimensionering visar att både vridfjäder och lager kan relativt enkelt anpassas till olika axeldiametrar. Slutsatserna blir att om dimensionering görs enligt arbetet är det, åtminstone i teorin, möjligt att uppnå det önskade beteendet för pitchen. För vidare arbete och verifiering rekommenderas bland annat att göra reella tester för vridfjädern för att bestämma dess precision på grund av fjäderns små vinkelutslag. For small-scale wind turbines, there are mainly two ways of reducing loads at high wind speeds, stall regulation and yaw the rotor out of wind. A third method is to pitch the rotor blade to a smaller angle of attack. This reduces the load on the rotor blade while maintaining power generation. The following work presents a design for a spring based passive mechanical pitch that is limited to only dimensioning a torsion spring and three bearings. The design is aimed at horizontal axis wind turbines with three rotor blades with a rotor diameter up to 20m. An ideal rotor blade is mathematically modeled to produce the forces and torques needed in order to properly dimension the torsion spring and bearings. The design shows that the load of the rotor blade can be reduced and that forces connected to the power can be kept more or less constant for wind speeds 16 to 24 m / s. The results of sizing show that both the torsion spring and bearings can be adapted to different shaft diameters relatively easy. The conclusions are that if dimensioning is done according to the presented results, it is possible, at least in theory, to achieve the desired behaviour. For further development and verification it is recommended to do real tests for the torsion spring to determine its precision due to small angle displacement in the spring. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
| Externí odkaz: |
|