[发明专利]大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置与方法

权利要求书

1.一种大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，包括：

直流吸式风洞，所述直流吸式风洞包括相连通的进气段、动力段、实验段和出气段，在所述进气段设有进气口，在所述出气段设有排气口，在所述动力段设有风洞电机和风洞风机；

其中，在所述实验段设有大风机模型和大风机模型测功机，在所述大风机模型和所述大风机模型测功机之间设有数排小风机模型组，且每一排所述小风机模型组包括数个小风机模型。

2.根据权利要求1所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，所述直流吸式风洞内的气流穿过所述实验段并带动所述大风机模型转动，所述大风机模型位于所述实验段的上游，所述大风机模型测功机位于所述实验段的下游。

3.根据权利要求1所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，在所述实验段内还设有数个风机转速计数器，且每一所述风机转速计数器分别与每一排所述小风机模型组、所述大风机模型一一对应连接，以分别测定每一排所述小风机模型组、所述大风机模型的转速。

4.根据权利要求1所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，所述实验段还包括操控间，在所述操控间内设有数个与所述大风机模型、所述数排小风机模型组一一对应连接的控制电机，以控制所述大风机模型和每一排所述小风机模型组的转速。

5.根据权利要求4所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，在所述操控间内还设有测功机控制器和测功机显示与存储器，所述测功机控制器与所述大风机模型测功机电连接，所述测功机显示与存储器与所述大风机模型测功机电连接。

6.根据权利要求2所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，在所述大风机模型和所述大风机模型测功机之间设有四排小风机模型组，且每一排所述小风机模型组包括三个小风机模型。

7.根据权利要求6所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，所述大风机模型和所述大风机模型测功机之间的间距为所述大风机模型的叶片直径的8-10倍，在所述大风机模型和所述大风机模型测功机之间等间距设有四排小风机模型组，且每一排所述小风机模型组包含三个所述小风机模型，所述四排小风机模型组分别为第一小风机模型组、第二小风机模型组、第三小风机模型组和第四小风机模型组。

8.根据权利要求1所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，所述大风机模型和所述大风机模型测功机均为三叶片水平轴风机。

9.根据权利要求4所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，其特征在于，所述控制电机为36V电机，所述大风机模型为1.5MW风机模型，所述小风机模型为300KW风机模型。

10.一种大风机间增建小风机的风洞模拟实验方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的大风机间增建小风机的风洞模拟实验装置，具体包括以下步骤：

步骤一：启动所述直流吸式风洞的控制电源开关，启动所述风洞电机和所述风洞风机，逐步提高所述风洞电机和所述风洞风机转速使所述直流吸式风洞内的风速达到9m/s；开启与所述大风机模型对应连接的所述风机转速计数器，启动所述大风机模型，并提高转速至950转/分钟；

步骤二：启动所述大风机模型测功机，启动所述测功机控制器，逐步增加所述大风机模型测功机的载荷，使叶片旋转阻力增大后测量所述大风机模型测功机的输出功率，数据存储在所述测功机显示与存储器内，根据存储数据计算所述大风机模型测功机所在位置处的所述大风机模型的风力机发电功率A；

步骤三：关闭所述大风机模型测功机，关闭所述大风机模型，关闭与所述大风机模型对应连接的所述风机转速计数器，逐步关闭所述风洞电机和所述风洞风机，关闭所述直流吸式风洞的风洞控制电源开关；

步骤四：启动所述直流吸式风洞的风洞控制电源开关，启动所述风洞电机和所述风洞风机，逐步提高所述风洞电机和所述风洞风机转速使所述直流吸式风洞内的风速达到9m/s；开启与所述大风机模型对应连接的所述风机转速计数器，启动所述大风机模型，并提高转速至950转/分钟；

步骤五：开启与每一排所述小风机模型组对应连接的所述风机转速计数器，启动每一排所述小风机模型组并提高所述小风机模型转速至3200转/分钟；

步骤六：启动所述大风机模型测功机，启动所述测功机控制器，逐步增加所述大风机模型测功机载荷，使叶片旋转阻力增大后测量所述大风机模型测功机的输出功率，数据存储在所述测功机显示与存储器，根据存储数据计算所述大风机模型测功机所在位置处的所述大风机模型的发电功率B；

步骤七：关闭所述大风机模型测功机，关闭所述测功机控制器，关闭所述大风机模型，关闭与所述大风机模型对应连接的所述风机转速计数器，关闭每一排所述小风机模型组，关闭与每一排所述小风机模型组一一对应连接的所述风机转速计数器，逐步关闭所述风洞电机和所述风洞风机，关闭所述直流吸式风洞的风洞控制电源开关；

步骤八：对比分析由所述步骤二测得的所述大风机模型的发电功率A和由所述步骤六测得的所述大风机模型的发电功率B，以及所述发电功率B拟合曲线相对于所述发电功率A拟合曲线的整体变化情况，并判断在大风机间增加小风机对下游大风机发电输出功率的影响；

步骤九：重复所述步骤一至所述步骤八，获取三次所述发电功率A和所述发电功率B，并对比分析三次所述发电功率A和所述发电功率B的数值及拟合曲线，综合判断在大风机间增加小风机对下游大风机发电输出功率的影响。