本实用新型专利技术公开了一种风洞试验水平轴风力机装置，包括叶片、轮毂、电机、立杆、底板，所述底板固定安装在测力天平上，所述立杆底部固定安装在底板上，立杆顶部与电机安装座固定连接，电机安装座上设有电机，电机输出轴与轮毂固定连接，轮毂周向固定连接三个叶片。本实用新型专利技术采用零部件组装式，安装简单便捷，能快速实现拼装与拆卸，提高了风洞试验的效率，在来流风荷载作用下，能够维持静止和转动两种不同状态，能够研究在不同试验工况下风力机的风荷载特性。
Horizontal axis wind turbine for wind tunnel test
【技术实现步骤摘要】
一种风洞试验水平轴风力机装置
本技术涉及土木工程领域，特别涉及一种风洞试验水平轴风力机装置。
技术介绍
在全球呼吁发展利用可再生资源的背景下，风能的开发与利用日趋显著，全球风力发电机装机量逐年递增，风力发电机受风荷载作用导致的毁坏事件越来越多，因此有必要对风力机所受的风荷载特性进行研究。风洞试验是风工程研究中的一种重要方法，但通过风洞试验确定风力机风荷载的相关研究较少，故有必要设计一种安全可靠的风力机试验装置。设计一种适用于风洞试验的水平轴风力机装置，有利于在不同试验工况下开展风力机模型的测力试验，分析对比静止和转动两种不同状态下风力机的风荷载特性。要精确模拟风力机在静止和转动两种情况下所受到的风荷载，有必要设计一种安全适用、价廉物美，可快速拼装和拆卸的水平轴风力机装置，而国内外同类产品的研究装置较少。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单、工作可靠的风洞试验水平轴风力机装置。本技术解决上述问题的技术方案是：一种风洞试验水平轴风力机装置，包括叶片、轮毂、电机、立杆、底板，所述底板固定安装在测力天平上，所述立杆底部固定安装在底板上，立杆顶部与电机安装座固定连接，电机安装座上设有电机，电机输出轴与轮毂固定连接，轮毂周向固定连接三个叶片。上述风洞试验水平轴风力机装置，所述叶片为NACA翼型，叶片整体沿翼展方向呈现扭转状。上述风洞试验水平轴风力机装置，所述轮毂与三个叶片均采用套筒形式连接，三个套筒间隔120°呈旋转对称分布。上述风洞试验水平轴风力机装置，所述套筒上壁、下壁均钻有螺栓孔Ⅰ，上壁、下壁的螺栓孔Ⅰ中心处于同一条水平线上。上述风洞试验水平轴风力机装置，所述套筒外边缘有刻度线，刻度线间隔为15°。上述风洞试验水平轴风力机装置，所述电机安装座上设有用于放置电机的凹槽，凹槽的槽壁上钻有用于固定电机的螺栓孔Ⅱ。上述风洞试验水平轴风力机装置，所述立杆为圆形空心杆，立杆上、下端部均攻有外螺纹，通过外螺纹分别与电机安装座、底板螺纹连接固定。上述风洞试验水平轴风力机装置，所述底板上设有与测力天平配套的安装孔，安装孔与测力天平螺纹孔尺寸一致。本技术的有益效果在于：1、本技术采用零部件组装式，安装简单便捷，能快速实现拼装与拆卸，提高了风洞试验的效率，在来流风荷载作用下，能够维持静止和转动两种不同状态，能够研究在不同试验工况下风力机的风荷载特性。2、本技术采用的材料易得，成本较低，叶片为ABS塑料材质，轮毂、立杆、底板为铝合金材质，轻质高强，能够满足在风洞中进行测力试验模型的质量、强度要求。3、本技术的轮毂与叶片采用套筒形式连接，能实现叶片以不同的桨距角安装，且能够模拟出实际风力机静止和转动两种不同的工作状态，为研究风力机风荷载特性提供了一种安全可靠的风力机装置。附图说明图1为本技术的整体结构分解图。图2为本技术的主视图。图3为本技术的左视图。图4为本技术的俯视图。图5为本技术的叶片翼型分布示意图。图6为本技术的叶片结构示意图。图7为本技术的轮毂结构示意图。图8为本技术的轮毂主视图。图9为本技术的轮毂左视图。图10为本技术的轮毂俯视图。图11为本技术的电机安装座的结构示意图。图12为本技术的立杆示意图。图13为本技术的底板结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。如图1-图13所示，一种风洞试验水平轴风力机装置，包括叶片1、轮毂4、电机5、立杆7、底板8，所述底板8固定安装在测力天平上，所述立杆7底部固定安装在底板8上，立杆7顶部与电机安装座6固定连接，电机安装座6上设有电机5，电机5输出轴通过螺丝Ⅰ2与轮毂4固定连接，轮毂4周向通过螺丝Ⅱ3固定连接三个叶片1。所述叶片1采用ABS材质，3D打印制作，叶片1为经典的航空翼型：NACA翼型，叶片1整体呈现非均匀截面，沿翼展方向呈现扭转状。具体叶片长度、宽度、厚度、翼型根据实际研究情况而定。轮毂4采用铝合金材质，所述轮毂4与三个叶片1均采用套筒形式连接，三个套筒间隔120°呈旋转对称分布。所述套筒上壁、下壁均钻有螺栓孔Ⅰ401，上壁、下壁的螺栓孔Ⅰ401中心处于同一条水平线上。叶片1与轮毂4通过螺栓孔401连接固定，轮毂4每个套筒壁均钻有两个螺栓孔401，便于加强叶片1与轮毂4连接固定的紧凑程度及抗风抗振。所述套筒外边缘有刻度线，刻度线间隔为15°，便于设置多种试验工况下叶片的桨距角。轮毂4与伺服电机5通过轮毂4上钻有的螺栓孔Ⅲ402与电机5来连接固定，使叶片1、轮毂4、电机5结合成为一个整体。风力机选用的电机5种类为：伺服电机，型号要求：功率600W，法兰80；选用此规格伺服电机，满足多种试验工况下风力机叶片转动的动力要求；具体选用哪种电机和凹槽，根据试验具体情况而定。所述电机安装座6上设有用于放置电机5的凹槽，凹槽的槽壁上钻有4个用于固定电机5的螺栓孔Ⅱ601。电机5与电机安装座6通过螺栓孔Ⅱ601连接固定，设置4个螺栓孔Ⅱ601加强了电机5与电机安装座6的紧凑程度及抗风抗振；凹槽底面钻有螺栓孔Ⅳ602，便于与立杆7连接固定。所述立杆7为铝合金材质的圆形空心杆，立杆7上、下端部均攻有外螺纹701，立杆7与电机安装座6通过立杆7上端部攻有的外螺纹701连接固定，这种固定方法操作简单，且能使立杆7与电机安装座6连接成为一个整体。底板8上钻有四个安装孔801，安装孔801与测力天平螺纹孔尺寸一致，安装孔801内安装地脚螺钉将风力机与测力天平来连接固定；底板8中心钻有螺纹孔802，通过立杆7下端部攻有的外螺纹701与底板8连接固定。实践验证，零部件组装完毕且与测力天平连接固定的水平轴风力机装置，在来流风荷载作用下，能够维持静止和转动两种不同状态，能够研究在不同试验工况下风力机的风荷载特性。风力机整体采用组装式，既安全适用又节约成本，能快速拼装和拆卸。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风洞试验水平轴风力机装置，其特征在于：包括叶片、轮毂、电机、立杆、底板，所述底板固定安装在测力天平上，所述立杆底部固定安装在底板上，立杆顶部与电机安装座固定连接，电机安装座上设有电机，电机输出轴与轮毂固定连接，轮毂周向固定连接三个叶片。/n
【技术特征摘要】
1.一种风洞试验水平轴风力机装置，其特征在于：包括叶片、轮毂、电机、立杆、底板，所述底板固定安装在测力天平上，所述立杆底部固定安装在底板上，立杆顶部与电机安装座固定连接，电机安装座上设有电机，电机输出轴与轮毂固定连接，轮毂周向固定连接三个叶片。
2.根据权利要求1所述的风洞试验水平轴风力机装置，其特征在于：所述叶片为NACA翼型，叶片整体沿翼展方向呈现扭转状。
3.根据权利要求1所述的风洞试验水平轴风力机装置，其特征在于：所述轮毂与三个叶片均采用套筒形式连接，三个套筒间隔120°呈旋转对称分布。
4.根据权利要求3所述的风洞试验水平轴风力机装置，其特征在于：所述套筒上壁、下壁均钻有螺栓孔Ⅰ，上壁、...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永贵，马进骁，肖翅翔，李毅，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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