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应用能源技术
doi:10.3969/j. issn. 1009 3230.2015.12. 017
2015年第12期（总第216期）
一种可抗台风的垂直轴风力机设计
曹政
（江苏省海安高级中学，江苏海安226600）
摘要：提出了一种可抗台风的垂直轴风力机，叶片可以根据风速大小自行向内折叠一定角度，使得风力机转速下降，输出功率基本保持不变，达到抗台风的目的。设计了垂直轴风力机的整体结构，分析了垂直轴风力机抗台风的工作原理，阐述了可抗台风的垂直轴风力机工作过程。
关键词：垂直轴风力机；叶片；抗台风
中图分类号：TH122
文献标志码：B
文章编号：1009-3230(2015)12-005003
Design of Anti-typhoon Vertical Axis Wind Turbine
CAO Zheng
(Haian Senior School of JiangsuProvince,Haian 226600,Jiangsu Province,China)
Abstract: A type of Anti typhoon Vertical Axis Wind Turbine is proposed. In order to resist typhoon, the blades can fold inwards for a certain angle according to wind speed, which leads to a drop of rotating speed while output power maintains still. The principle of resisting typhoon is argued.
It designs the whole structure of this VAWT and describes the working process of the VAWT. Key words: Vertical Axis Wind Turbine; Blade; Anti -typhoon
0引言
开发利用风能可在一定程度上有效解决能源危机。水平轴风力发电机商业化时间较早，但这种风力机的技术构成复杂、造价高，且运行限制条件严格，适合运行的风速范围小。而垂直轴风力发电机因其不受风向影响、无需偏航装置、安装维护方便、成本低、噪声小等优势），逐渐受到业界重视。
现有垂直轴风力发电机大多为升力型风力机。额定风速和极限风速是其重要设计指标。当风速超过额定风速时，为了保证输出功率一致，风力机的控制电路会将额外的风能以电阻发热等形式消散；一且超过极限风速时，某些结构会将风力机紧急制动，防止功率过载或者转速过大导致的结构磨损(2)。在更极端（如台风）)情况下，风力发电机很可能遭到整体损坏。
收稿日期：201511-04
修订日期：2015-11-28
作者简介：警政(1997－），男，江苏南通人，江苏省海安高
级中学高三年级学生，获得全国中学生数学奥林匹克竞赛江苏省赛区竞赛一等奖。
万方数据
设计一种结构合理，能抗台风，且在超过极限风速时能稳定发电的垂直轴风力机，可提高垂直轴风力机的寿命，促进垂直轴风力机的推广应用。
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抗台风垂直轴风力机整体结构设计文中设计的可抗台风垂直轴风力机，如图1
所示。中空立柱竖直焊接于基础平台中央，发电机输出轴竖向固定于中空立柱项部，发电机外壳上表面装配有连接圆盘，多个叶片组件与圆盘之间通过支撑套管连接，叶片组件竖直布置，且沿立柱周向均布，构成风轮。
复合支撑套管由外支撑管和内支撑管组成，内支撑管刚好插于外支撑管中，弹簧置于内支撑管中以连接内、外支撑管。
可折叠叶片由上叶片、下叶片、连接块、铰链、
导轨及滑块构成。上叶片和下叶片各自的一端连接与内支撑管端部，叶片的另一端于导轨中自由运动。导轨竖向布置，其中部固定于外支撑管端部。
采用铰链将叶片的一端与滑块相连，滑块置于导轨槽内沿导槽自由移动；采用铰链将叶片的另一端与连接块相连，连接块固定于内支撑管端部。