正航儀器介紹提水和發電用小型風力機 試驗方法
 
1 范圍
本標準規定了小型風力機的性能試驗方法和生產試驗方法。
本標準適用于水平軸式小功率風力提水機組和風力發電–充電機組的現場性能試驗和生產試驗。
2 試驗前的準備
2. 1 機具準備
試驗樣機應具有質量檢查合格證、使用說明書及必須的技術文件。試驗前應對樣機主要易損件進行測定，將結果填入表3；試驗樣機的使用、調整和保養應按使用說明書的規定進行。
2. 2 儀器準備
2. 2. 1 試驗前必須對測試儀器、儀表及工具[見附錄A（標準的附錄）]進行檢定和校正。
2. 2. 2 選擇的儀器應使所測值在儀器測量范圍的20%~95% 之內。
2. 3 風速風向儀的架設
在風力機的兩側與最多風向相垂直的方位上，對稱地架設兩個風速風向儀，其高度與風輪中心距地面高度等同；而且每一風速風向儀其架設處距風力機塔架中心的距離應是風輪直徑的3~5 倍。計算測試值時，取兩者的算術平均值。
3 性能試驗
3. 1 風輪空氣動力特性測定
測定應在風向不變，風速穩定且小于5m/s 的情況下進行。將測定結果填入表1。
3. 1. 1 測定原理
因為在風輪空氣動力特性曲線M = f (Z )和ξ = f (Z )中：
 
 
式中：ω——風輪的角速度，rad/s；
R——風輪半徑，m；
υ——風速，m/s；
Z——高速性系數；
ρ——空氣密度，kg/m3；
M——風輪力矩，N·m；
M ——風輪相對力矩；
ξ——風能利用系數；
J——風輪轉動慣量，kg·m2；
θ——風輪轉角，rad；
t ——時間，s；
ε——風輪角加速度，rad/s2。
故只要在風輪空載的情況下，同步測取風輪從靜止一直到同步轉速時轉角θ、風速υ對時間t的函數，在測得風輪的轉動慣量J 后，Z、M 、ξ即可對應求得，從而可以繪制出M =f (Z) 和ξ=f (Z)曲線
（見圖5）。
3. 1. 2 測定方法
3. 1. 2. 1 低速風輪轉動慣量的測定
a) M0 的測定
讓風輪對風，在風輪不帶負荷的情況下，用拉力計測取啟動力F，同時測取與之對應時刻的風速υ，然后量取F 作用線與風輪回轉中心的垂直距離L，則啟動力矩M0 為：
 
3. 1. 2. 2 高速風輪轉動慣量的測定
讓風輪空載，在任一槳葉上離風輪中心距離為l 的地方掛上質量為P、半徑為r（m）的圓柱體重塊（見圖1），使風輪的靜平衡破壞，然后拉開α角（小于或等于5°），讓其擺動，測出擺動周期，則風輪的轉動慣量為：
 
J 重——附加重塊P 的轉動慣量[應不大于（8%~10%）J ]，kg·m2。
 
3. 1. 2. 3 風輪空氣動力特性測定
a) 測試原理框圖如圖2 所示。
 
b) 記錄訊號的一般形式如圖3 所示。
 
c) 根據圖3，繪制出圖4 中的υ– t 曲線、θ– t 曲線。由θ– t曲線，經一次微分和二次微分后，可得ω– t 曲線，ε– t 曲線。
 
圖3 所示記錄帶可采用下列方法進行整理：
設時間比例尺為Kt，則
 
式中：nt—— 時標線格數；
Δt——時間坐標上每格代表的時間，s；
lt'—— nt 格時標線的距離，mm。
設風速比例尺為Kυ，它代表坐標上每1mm 高度相當之風速值，可由風速儀的風速標定曲線得到。只要量得風速記錄曲線高度hυ（mm），則風速υ=Kυhυ(m/s)。