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《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架與基礎(chǔ).doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第十章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架與基礎(chǔ)第一節(jié)塔架塔架和基礎(chǔ)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主耍承載部件。其重耍性隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的容量增加，高度增加，愈來愈明顯。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中塔架的重量占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總重的1/2左右，其成本片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造成本的15%左右，由此可見塔架在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造中的重耍性。由于近年來風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量已達(dá)到2-3MW,風(fēng)輪直徑達(dá)80-100m,塔架高度達(dá)100m。在徳國，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架設(shè)計(jì)必須經(jīng)過建筑部門的批準(zhǔn)和安全證明。一、塔架的結(jié)構(gòu)與類型塔架主要分為桁架型和圓筒型。桁架型塔架如圖示。桁架型塔架在早
2、期風(fēng)力發(fā)電機(jī)組屮大量使用，其主要優(yōu)點(diǎn)為制造簡單、成木低、運(yùn)輸方便，但其主要缺點(diǎn)為不美觀，通向塔頂?shù)纳舷绿萘瞬缓冒才?上下時(shí)安全性差。圓筒型塔架如圖示。在當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中大量采用，其優(yōu)點(diǎn)是美觀大方，上下塔架安全可靠。以結(jié)構(gòu)材料可分為鋼結(jié)構(gòu)塔架和鋼筋混凝十塔架。鋼筋混凝十?塔架在早期風(fēng)力發(fā)電機(jī)組屮大量被丿2用，如我國福建平潭55kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（1980年）、丹麥Tvid2MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（1980年），后來由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大批量生產(chǎn)，從批量生產(chǎn)的需要而被鋼結(jié)構(gòu)塔架所取代。近年隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量的增加，塔架的體積
3、增大，使得塔架運(yùn)輸出現(xiàn)困難，又有以鋼筋混凝十塔架取代鋼結(jié)構(gòu)塔架的苗頭。圖10-1桁架塑塔架■0?2圖簡型塔堞二塔架的設(shè)計(jì)與計(jì)算塔架的主翌功能足支欣風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械部件?發(fā)電系統(tǒng)(靈力負(fù)載)?承受風(fēng)輪的作用力和風(fēng)作用在塔架上的力(彎矩、推力及對塔架的訊力)?塔架還必須其冇足夠的疲勞強(qiáng)度?陡承受風(fēng)輪引起的撮動戰(zhàn)荷■包括旭動和停機(jī)的周期性老響.4變化W7塔架的剛度耍適度.！【白振頻率(彎曲及扭轉(zhuǎn))要避丿I運(yùn)行頻敕叫輪旋轉(zhuǎn)頻率的3倍)的整數(shù)倍?塔架自振頻率高于運(yùn)行頻率的塔稱之為剛塔?低于運(yùn)行頻率的塔稱之為柔塔.1?塔架錚
4、強(qiáng)度的我荷條件1〉橫吹:風(fēng)速為65m/g￥均)風(fēng)輪不轉(zhuǎn)動，葉片頗槳貝向足橫向吹在機(jī)槍k.2)止常運(yùn)行十地然載幾心傾定風(fēng)速時(shí).產(chǎn)生的風(fēng)輪軸向力最L同時(shí)根據(jù)均勻建筑物由地爲(wèi)產(chǎn)生的水『堿荷因了?將英產(chǎn)生的慣竹?力加在風(fēng)輪軸向推力上.3)m1_.：im常運(yùn)行載荷的2倍?2?塔架風(fēng)菠分析及萌機(jī)撇動理論圧礎(chǔ)從實(shí)際風(fēng)速記錄UJ旬.風(fēng)速的變化址沒冇觀律的?也不可能用常規(guī)的方法給P定義?風(fēng)速的波動員只能用統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)廳描述.I)風(fēng)速的波動及突風(fēng)分析風(fēng)速振動ii(J被定義為瞬時(shí)風(fēng)速L(2與準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)丫均風(fēng)速C的偏差?由下式表示u(t)=L
5、(1)-lj(10-1)風(fēng)速的芟化率山偏才代描述:風(fēng)速的陣風(fēng)度由風(fēng)速振功密度il弘它定義為(10-3)屮均垠大究鳳II取決卜W均鳳速10根據(jù)風(fēng)速資料的分析及理論研究.町得到：t(z)=L-(z)+glll<(10-4)g取決”測m.iijja速儀及突風(fēng)時(shí)距?它5衣出啣槌度％和高度m匕亠*/)=I+gl/z)(10-5)1.式中訂楚安傘檢代風(fēng)比?lKz)為?小時(shí)屮均2速。對于究風(fēng)時(shí)距為3s,g=3.7.則(1()-6)這就是說.突鳳時(shí)距為％的突覘風(fēng)速足時(shí)弟為?小時(shí)的平均風(fēng)迷的1?5倍。2)極值風(fēng)速在長期的氣線觀察屮
6、發(fā)現(xiàn)?極大風(fēng)速不是經(jīng)常出現(xiàn)的?何隔淀的時(shí)期才出現(xiàn)。這個(gè)間隔期稱為重現(xiàn)期T.重現(xiàn)期在概率意義11體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的安全度.P(>C)=1-1>(^O)=1/T(10-7)上式中戶(wO)稱為小于極值C的保證率。如咆現(xiàn)期T=5()年.則5()年內(nèi)不出現(xiàn)C的保證率UW「[為P(WO)=1-l/T=0.98文獻(xiàn)對高斯曲線?皮爾遜111型曲線和極值分布曲線進(jìn)行了詳細(xì)的分析，認(rèn)為極值K速的概率分仙比較符合極值I割曲線。極值I型分布(Crnnbel分仞表達(dá)式為卜](x)=exp(-cxp[(1()-8>其中a與4可以曲數(shù)學(xué)期里Ex和
7、杯準(zhǔn)離蛙"求出：卜“=Jx)(1=]8、X)E。=I(—-t?xp(-T>](10-11)(10-12)(10-13)(1()-16)(10-17)cr"=J(x-Ex)「IF[(x>=L(X--■5^722'-IX)Hexp[-exp<_t)]5打.1.282559、
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