[发明专利]一种涡轮发电机用微涡轮及导风结构尺寸计算方法

权利要求书

1.一种涡轮发电机用微涡轮，其特征在于：包括底部支撑台(1)、导风结构(2)和风叶片(3)，所述底部支撑台(1)为圆盘结构，且中心设有轴孔(10)，所述导风结构(2)设于底部支撑台(1)内部，所述导风结构(2)为多个弯曲的加强筋，所述风叶片(3)设于底部支撑台(1)外部，所述导风结构(2)与风叶片(3)平顺过渡。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮发电机用微涡轮，其特征在于：所述导风结构(2)沿着底部支撑台(1)的周向均匀分布，所述风叶片(3)沿着底部支撑台(1)的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮发电机用微涡轮，其特征在于：所述导风结构(2)上端设有圆角。

4.一种涡轮发电机用微涡轮的导风结构尺寸计算方法，其特征在于：具体包括以下步骤，

步骤S1：根据导风结构(2)成熟的翼型试验数据曲线，确定涡轮的形状系数a₁和损耗系数ψ；

步骤S2：将涡轮的形状系数a₁和损耗系数ψ代入涡轮转矩计算公式校核涡轮转矩，涡轮转矩计算公式，

式中：

r₂—涡轮外径，m；

r₁—涡轮内径，m；

ρ—气体密度，kg/m³；

v—风速，m/s；

d₀—进气孔直径，m；

a₁—涡轮的形状系数；

ψ—损耗系数；

ω—角速度，1/s；

β—涡轮叶片的流出角；

步骤S3：根据涡轮转矩确定导风结构的弧度、圆角和弦长；

步骤S4：计算涡轮发电机的输出电压，涡轮发电机的输出电压计算公式，

其中：

E_d＝E_O-E_ad；

空载内电势为：E_O＝4k_Bfwk_Wφ_δ0×10^-8；

纵轴电势为：E_ad＝I·X_ad；

纵轴电抗为：X_ad＝4k_Bfwk_wφ_δ0×10^-8；

横轴电抗为：

电机漏抗为：X_S＝0.8π²fw²λ_s×10^-8；

式中：

r-电阻内值，Ω；

I-电流，A；

μ_r-永磁材料相对恢复磁导率；

k_B-波形系数；

f-频率，Hz；

w-线圈匝数；

k_w-绕组系数；

φ_δ0-空载主磁通，Wb；

φ_μ0-空载有效磁通，Wb；

φ_μ-有效磁通，Wb；

F_a-电枢反应礠动势，A；

F_δ-气隙礠动势，A；

k_aq-横轴反应系数；

δ-磁气隙，cm；

k_δ-气隙系数；

b_m-永磁体宽度，cm；

λ_s-漏磁系数；

步骤S5：根据涡轮发电机的输出电压进行确定轴向高度。