風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)課件

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1、新能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)內(nèi)容提要1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總體設(shè)計(jì)2.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片設(shè)計(jì)3.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪系統(tǒng)4.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的齒輪箱5.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)6.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的液壓系統(tǒng)和剎車(chē)機(jī)構(gòu)7.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架與基礎(chǔ)8.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的裝配與測(cè)試目的1.掌握風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的流程2.了解風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的關(guān)鍵因素3.掌握不同方案的特點(diǎn)4.掌握風(fēng)機(jī)各部件設(shè)計(jì)間的關(guān)聯(lián)和匹配5.綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)完成集成設(shè)計(jì)6.了解風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的校核和驗(yàn)證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組概述1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是一個(gè)大型復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)，涉及力學(xué)、材料、機(jī)械、電力、電子、控制等多學(xué)科領(lǐng)域。2）工況是一個(gè)復(fù)雜多變的瞬態(tài)過(guò)程。主要?jiǎng)?/p>

2、力學(xué)問(wèn)題有載荷計(jì)算、振動(dòng)、動(dòng)力穩(wěn)定性及疲勞強(qiáng)度等。3）要保證機(jī)組的可靠性、使用壽命、降低振動(dòng)和噪聲，就必須進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析。1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總體設(shè)計(jì)機(jī)組總體設(shè)計(jì)初步技術(shù)方案市場(chǎng)需求用戶(hù)詳細(xì)技術(shù)要求當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)水平設(shè)計(jì)規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)政策法規(guī)供應(yīng)鏈狀況設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)平臺(tái)確定機(jī)組型式主要性能技術(shù)參數(shù)確定傳動(dòng)鏈1.1風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要求最適合風(fēng)機(jī)運(yùn)行的外部條件?機(jī)組要滿(mǎn)足風(fēng)場(chǎng)安全性要求（平均風(fēng)速、生存風(fēng)速、湍流系數(shù)、風(fēng)切變率等），?適合各種惡劣氣候條件(如低溫、臺(tái)風(fēng)、沙塵、鹽霧、高溫、低氣壓、附冰、海洋)。最高效率?保95%功率曲線(xiàn)?保97%可用率，在同樣

3、資源條件下，發(fā)電量大。最高可靠性?5年保修?供應(yīng)鏈整合能力?質(zhì)保問(wèn)題承擔(dān)能力最低成本?在全球范圍內(nèi)進(jìn)行成本分析?機(jī)組重量較輕，尺寸不大，運(yùn)輸方便，吊裝容易，維護(hù)方便。1.2調(diào)查、統(tǒng)計(jì)風(fēng)電設(shè)備故障類(lèi)型1.3分析風(fēng)電設(shè)備各類(lèi)故障原因風(fēng)況：風(fēng)頻分布；最大風(fēng)速；風(fēng)質(zhì)（沙塵暴、含鹽）。氣候：溫度；濕度；降雨量；降雪量。地貌：平原；丘陵；山區(qū)；海岸；近海。地質(zhì)：地震歷史資料；地質(zhì)結(jié)構(gòu)。電網(wǎng)：獨(dú)立；局域；全國(guó)。基礎(chǔ)設(shè)施：道路；運(yùn)輸；吊車(chē)。1.4風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的外部條件1.5風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇設(shè)計(jì)風(fēng)速額定風(fēng)速額定功率V1風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)葉尖速比選擇范圍：噪聲：1.5風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇風(fēng)機(jī)葉片

4、數(shù)目：1、2、3風(fēng)機(jī)葉片數(shù)目：1必須加配重；優(yōu)點(diǎn):對(duì)陣風(fēng)反應(yīng)快缺點(diǎn):噪聲大、動(dòng)載荷大、損失大:風(fēng)機(jī)葉片數(shù)目：2優(yōu)點(diǎn)：少一個(gè)葉片（與3葉片相比）缺點(diǎn)：葉片在水平方向和在垂直方向慣性矩不同；垂直方向時(shí)，頂部葉片的風(fēng)大，下部葉片的風(fēng)小，產(chǎn)生2倍頻交變載荷?視覺(jué)效果很差.風(fēng)機(jī)葉片數(shù)目：3效率高；動(dòng)載荷小；視覺(jué)效果好。①氣動(dòng)布局方案對(duì)各類(lèi)構(gòu)形、型式和氣動(dòng)布局方案的比較和選擇、模型吹風(fēng)，性能及其他氣動(dòng)特性的初步計(jì)算，確定整機(jī)和各部件主要參數(shù)及相對(duì)位置。最后，繪制整機(jī)三維圖，并提交有關(guān)的分析計(jì)算報(bào)告。②整機(jī)總體布置方案整機(jī)各部件合理、協(xié)調(diào)、緊湊的布置，保證正常工作和便于維護(hù)，

5、并考慮有效合理的重心位置。最后繪制整機(jī)總體布置圖和編寫(xiě)有關(guān)報(bào)告及說(shuō)明書(shū)。1.6風(fēng)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)③整機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案整機(jī)結(jié)構(gòu)承力件的布置，傳力路線(xiàn)的分析，主要承力構(gòu)件的承力型式分析，設(shè)計(jì)分離面和對(duì)接型式的選擇，各種結(jié)構(gòu)材料的選擇等。整機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案可結(jié)合總體布置一起進(jìn)行，并在整機(jī)總體布置圖上加以反映，也可繪制一些附加的圖紙。需要有相應(yīng)的報(bào)告和技術(shù)說(shuō)明。④各部件和系統(tǒng)的方案各部件和系統(tǒng)的要求、組成、原理分析、結(jié)構(gòu)型式、參數(shù)及附件的選擇等工作。最后，應(yīng)繪制有關(guān)部件的理論圖和有關(guān)系統(tǒng)的原理圖，并編寫(xiě)有關(guān)的報(bào)告和技術(shù)說(shuō)明。⑤整機(jī)重量計(jì)算、重量分配和重心定位整機(jī)總重量的確定、

6、各部分重量的確定、重心和慣量計(jì)算等工作。最后應(yīng)提交有關(guān)重量和重心等計(jì)算報(bào)告，并繪制重心定位圖。⑥配套附件整機(jī)配套附件和備件等設(shè)備的選擇和確定，新材料和新工藝的選擇，對(duì)新研制的部件要確定技術(shù)要求和協(xié)作關(guān)系。最后提交協(xié)作及采購(gòu)清單等有關(guān)文件。上風(fēng)向風(fēng)機(jī)和下風(fēng)向風(fēng)機(jī)失速風(fēng)機(jī)和變槳風(fēng)機(jī)變槳距風(fēng)力機(jī)的葉片沿其縱向軸轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)功率，因此與定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相比，具有在額定功率點(diǎn)以上輸出功率平穩(wěn)，在額定點(diǎn)具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，確保高風(fēng)速段的額定功率，具有更強(qiáng)的的轉(zhuǎn)輪制動(dòng)性能等特點(diǎn)。在額定風(fēng)速以下，始終在最佳效率點(diǎn)運(yùn)行；偏載時(shí)功率主動(dòng)控制，額定以下也可；空氣密度低時(shí)，仍能達(dá)到

7、額定功率；通過(guò)變槳，便于啟動(dòng)；緊急剎車(chē)力矩??；強(qiáng)風(fēng)時(shí)，載荷??；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；維護(hù)要求高；大型風(fēng)機(jī)要快速降功率時(shí)單獨(dú)靠變槳實(shí)現(xiàn)，太慢。變槳風(fēng)機(jī)：失速風(fēng)機(jī)輪轂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；輪轂中無(wú)運(yùn)動(dòng)部件；無(wú)需額外控制功率；功率控制可靠性高；功率輸出與空氣密度有關(guān)（溫度）；額定以下無(wú)法減小功率；強(qiáng)風(fēng)時(shí)載荷大；需要較強(qiáng)的電網(wǎng)來(lái)恒速。雙饋異步發(fā)電機(jī)雙饋異步發(fā)電機(jī)組，低于額定風(fēng)速時(shí)，通過(guò)整流器及逆變器來(lái)控制雙饋異步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速控制；在高于額定風(fēng)速時(shí)，采用節(jié)距調(diào)節(jié)的方法將多余的能量除去。直驅(qū)發(fā)電機(jī)雙饋異步發(fā)電機(jī)帶齒箱；控制系統(tǒng)較為復(fù)雜；變速；變流器變換的功率僅為電機(jī)功率的2

8、0%；發(fā)電機(jī)易于設(shè)計(jì)、制