變槳距
變槳距
目錄
下圖1(不同葉片的槳距角對輸出功率的影響)表示了輸出功率對槳距角變化的敏感性。
槳距角最重要的應用是功率調節,槳距角的控制還有其他優點。當風輪開始旋轉時,採用較大的正槳距角可以產生一個較大的啟動力矩。停機的時候,,經常使用90°的槳距角,因為在風力機剎車制動時,這樣做使得風輪的空轉速度最小。在90°正槳距角時,葉片稱為“順漿”。
在額定風速以下時,風力發電機組應該儘可能地捕捉較多的風能,所以這時沒有必要改變槳距角,此時的空氣動力載荷通常比在額定風速之上時小,因此也沒有必要通過變槳距來調節載荷。然而,恆速風力發電機組的最佳槳距角隨著風速的變化而變化,因此對於一些風力發電機組,在額定風速以下時,槳距角隨風速儀或功率輸出信號的變化而緩慢地改變季度。
在額定風速以上時,變槳距控制可以有效調節風力發電機組吸收功率及葉輪產生載荷,使其不超過設計的限定值。然而,為了達到良好的調節效果,變槳距控制應該對變化的情況作出迅速的響應。這種主動的控制器需要仔細地設計,因為它會與風力發電機組的動態特性產生相互影響。
當達到額定功率時,隨著槳距角的增加攻角會減小。攻角的減小將使升力和力矩減小。氣流仍然附著在葉片上。圖1和圖2同樣針對相同的風力機,只表示了低於額定功率時的零槳距角的功率曲線。高於額定功率時,槳距角所對應的功率曲線與額定功率曲線相交,在交點處給出了所必需的槳距角,用以維持風速下的額定功率。
變槳距
從圖2中可以看到,需要的槳距角隨著風速的變化逐漸增大,而且通常比槳距角失速的方式所需要的大很多。在陣風的條件下,需要大的槳距角來保持功率恆定,而葉片的慣性將限制控制系統反應的速度。