涡流发生器是一种有效的流动分离控制装置,逐渐运用在风力发电系统中。目前涡流发生器大多采用被动控制方式,即以固定角度安装于风机叶片表面,无法根据外界风载荷变化进行主动调节。鉴于目前在功率优化、振动控制方面,涡流发生器被动调节的不足,本文提出了基于电磁-永磁驱动技术的主动涡流发生器。涡流发生器置于风机叶片内部,可根据外界风载荷的变化主动调节涡流发生器相对来流的角度,改善突变来流所引起的功率波动并进行叶片涡激振动控制,保证风机安全、高效运行。本文研究可概括为以下四个方面:(1)介绍涡流发生器空气动力学基础知识和流动分离控制原理,以及涡流发生器流动控制机理,据此提出通过主动控制涡流发生器相对来流角度控制风机叶片表面流动分离的方案。并对带涡流发生器的平板流动进行数值模拟,分析涡流发生器的几何参数和安装形式对流动分离的影响。(2)对安装涡流发生器的三维直翼型S809进行气动特性仿真,确定涡流发生器安装角度及安装方式对叶片气动特性的影响,同时与原始翼型的气动特性进行对比,并根据仿真结果分析涡流发生器对风机叶片功率优化和涡激振动控制的效果。(3)基于流场仿真分析结果以及电磁学基本知识,初步确定驱动器的驱动方案,明确了基于电磁-永磁作用的偏摆驱动方案,并利用ANSOFT对驱动方案的磁场进行仿真分析,保证设计方案满足工作需要。同时对驱动器进行结构强度分析和关键零部件的模态分析,最终保证驱动系统结构简单、制造方便以及良好的频响特性。对驱动器模型进行简化,建立驱动器受力分析动力学方程,最后根据动力学模型搭建SIMULINK系统控制模型。(4)进行驱动器的原型样机的加工和测试。介绍驱动器样机性能测试过程并利用Labview建立驱动器控制模型,并对驱动器的性能进行测试分析。最后结合流场分析数据和驱动器实验数据进行全系统的仿真分析。