●第1章風力發電與垂直軸風力發電技術的發展
1.1風能與風力發電繫統發展前沿
1.1.1風能研究理論及現狀分析
1.1.2風力發電技術的發展
1.1.3垂直軸風力發電機的組成與特性
1.2垂直軸風力發電的關鍵技術問題
1.2.1理論模型誤差
1.2.2高效風力發電機結構開發與優化
1.2.3低功耗、高可靠性的控制繫統開發
1.2.4基於全生命周期的綠色沒計及其評價
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第2章垂直軸風力發電的理論研究及流場特性分析
2.1基礎理論研究現狀
2.1.1空氣動力學基礎
2.1.2計算流體力學基礎
2.1.3能量轉化理論基礎
2.1.4電氣控制理論基礎
2.2風輪結構參數對風力發電機效能的影響
2.2.1風輪參數對氣動特性的影響
2.2.2整機結構參數的影響
2.3多尺度多因素的協同作用機理
2.3.1流一固耦合分析
2.3.2機一電耦合分析
2.3.3磁一熱耦合分析
2.3.4流一固一電多場耦合分析
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第3章風能的轉換與儲存
3.1風能的轉換
3.1.1風能捕獲理論
3.1.2風能轉換繫統
3.1.3新概念型風能轉換繫統
3.2永磁發電機在風力發電繫統中的應用
3.2.1永磁發電機結構分析
3.2.2永磁發電機的磁路計算
3。2.3永磁發電機運行特性分析
3.3永磁發電機數學模型
3.3.1a6c／dqO參考坐標繫變換
3.3.2永磁同步發電機數學模型
3.4永磁同步發電機電磁特性分析
3.4.1空載瞬態磁場分析
3.4.2負載瞬態磁場分析
3.5影響永磁發電機效率的關鍵因素及規律
3.5.1鐵耗對永磁發電機效率的影響規律分析
3.5.2銅耗對永磁發電機效率的影響規律分析
3.5.3渦流損耗對永磁發電機效率的影響規律研究
3.6電能存儲
3.6.1電能存儲現狀分析
3.6.2蓄電池充放電特性分析
3.6.3蓄電池輸出特性分析
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第4章垂直軸風力發電機的電氣控制繫統
4.1槳距控制
4.1.1被動失速控制
4.1.2主動失速控制
4.2優選功率控制
4.2.1MPPT控制策略
4.2.2MPPT控制策略模型的建立
4.2.3MPPT控制策略仿真結果
4.3機側PwM控制
4.3.1機側PwM變換器的運行控制及仿真分析
4.3.2機側PWM平臺驗證及結果
4.4蓄電池充放電控制
4.4.1蓄電池常用充電方法
4.4.2蓄電池放電控制策略的確定
4.4.3充放電控制器的設計
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第5章離網小型垂直軸風力發電繫統研究與開發
5.1垂直軸風力發電繫統結構參數
5.1.1阻力型垂直軸風力發電機主要結構參數
5.1.2升力型垂直軸風力發電機主要結構參數
5.1.3風輪主要結構參數對氣動性能的影響
5.2一體化風力發電機設計
5.2.1一體化風力發電機特性研究
5.2.2一體化風力發電機結構設計與性能分析
5.2.3一體化風力發電機存在的問題與發展
5.3其他機械結構及附件
5.3.1機械傳動繫統
5.3.2機械制動結構
5.3.3塔架
5.3.4導流板
5.4垂直軸風力發電繫統安全性及穩定性研究
5.4.1風力發電機可靠性模型及指標
5.4.2離網小型垂直軸風力發電繫統特點分析
5.4.3葉片疲勞特性分析
5.4.4風力發電機穩定性及影響因素研究
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第6章垂直軸風力發電機全生命周期評價
6.1全生命周期設計與評價
6.1.1產品生命周期設計及其原則
6.1.2生命周期評價技術(LCA)
6.2生命周期評價在風力發電機上的應用
6.2.1風力發電機評價體繫構建
6.2.2評價結果及分析
6.3小型垂直軸風力發電機LCA評價繫統的開發
6.4多情景LcA預安裝評估方法
6.4.1多場景總輸入能量計算
6.4.2能量償還時間計算
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第7章實驗研究與論證
7.1風輪轉矩特性實驗
7.1.1實驗平臺控制繫統
7.1.2實驗結果及分析
7.2風輪轉速對電磁特性的影響實驗
7.2.1實驗方案與測試
7.2.2實驗結果及分析
7.3風速對電能質量的影響規律的論證
7.3.1實驗平臺搭建
7.3.2實驗內容
7.3.3實驗數據處理及結果分析
7.4電機的溫升特性實驗
7.4.1溫升測量繫統
7.4.2實驗結果及分析
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本書共七章，包括風力發電與垂直軸風力發電技術的發展、垂直軸風力發電的理論研究及流場特性分析、風能的轉換與儲存、垂直軸風力發電機的電氣控制繫統、離網小型垂直軸風力發電繫統研究與開發、垂直軸風力發電機全生命周期評價以及實驗研究與論證等內容。本書基於風能利用率和結構局限狀態，指出風能利用率的多場耦合理論、能量利用率的建模方法以及效能評估機理等方面存在的關鍵技術問題，論證解決辦法，提出以計算流體力學、綠色與全生命周期設計、能量轉化理論、電磁理論等多學科交叉為理論依據，建立多場多學科交叉繫統分析模型，最終實現高效能、高集成度的風電繫統的整機研發。在風能轉化與存儲方面創新地提出了新概念風能轉換繫統多學科風輪優化模型和變步長占空比擾動MPPT模型，提出並開發多情景LCA安裝評價繫統。通過自行搭建的實驗平臺，獲得大量數據並驗證了所構建模型的合理性，研發的“風輪—電機”集成一體化風力發電機的轉矩繫數相對普通等