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《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、聯(lián)合動(dòng)力風(fēng)電研修學(xué)院課程名稱講師：馬立豪（技術(shù)部）學(xué)習(xí)·實(shí)踐·分享STUDY.PRACTICE.SHARE1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)培訓(xùn)容：第一章葉輪第四章偏航系統(tǒng)第五章變槳、偏航自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)第二章傳動(dòng)鏈第三章液壓及剎車系統(tǒng)第一章葉輪第一節(jié)葉片不同的葉片形狀會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)軸的布置方式，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)軸的不同布置方式可將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分為兩種：（一）、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（二）、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（一）垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所謂垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)就是發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)軸垂直放置，其轉(zhuǎn)動(dòng)原理與水車轉(zhuǎn)動(dòng)原理一致的，水
2、車允許水從切向流經(jīng)與旋轉(zhuǎn)軸垂直的水輪。只不過垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作介質(zhì)是空氣，在工作原理上，雖然垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)與水平軸風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電機(jī)并無差別，但它要求更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，否則它不可能在效率方面超過水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要優(yōu)點(diǎn)是它的發(fā)電機(jī)和齒輪箱放在地面，很容易維護(hù)，也不需要偏航機(jī)構(gòu)。因?yàn)樗偰軌蚶脕碜圆煌较虻娘L(fēng)能。其缺點(diǎn)是效率太低，而且僅為了更換主軸承，就需要拆卸整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，此外，它的風(fēng)輪距離地面很近，可獲取的風(fēng)資源有限。一種典型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（二）水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)
3、組是目前最常見的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組形式。事實(shí)上今天所有的并網(wǎng)型商業(yè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都是安裝在垂直塔筒頂部的水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行模式不同，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要對(duì)中風(fēng)向，從而讓風(fēng)平行于旋轉(zhuǎn)軸流過。其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)電效率高、適合于大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，但由于需要增加偏航、變槳等裝置，其成本相對(duì)較高。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的數(shù)量對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)來說，三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是最常見的。相對(duì)于三葉片，雙葉片和單葉片也有它們的優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)約成本減少風(fēng)輪的重量。然而，以保證同尺寸的三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有同樣的出力，
4、使用的葉片越少，旋轉(zhuǎn)速度就越高，或者葉片弦長(zhǎng)就越長(zhǎng)。采用單葉片或雙葉片還會(huì)由于慣性的變化導(dǎo)致載荷的波動(dòng)，這取決于葉片是在水平位置還是在垂直位置，以及葉片位于上端及下端位置時(shí)的風(fēng)速變化。單葉片雙葉片三葉片因此，通常雙葉片和單葉片都是連接在所謂的蹺鉸式輪轂上，此時(shí)風(fēng)輪是鉸接在主軸上的。這種設(shè)計(jì)允許風(fēng)輪蹺轉(zhuǎn)以消除部分不平衡載荷。單葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)不如雙葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用廣泛，主要因?yàn)閱稳~片風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高，載荷不平衡，噪音大，同時(shí)還有視覺美觀問題，需要平衡重塊來平衡風(fēng)輪葉片的偏載。風(fēng)輪葉片的重要參數(shù)葉片的葉尖速比是用來表
5、述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片特性的一個(gè)十分重要的參數(shù)。它等于葉片頂端的線速度與風(fēng)接觸葉片之前很遠(yuǎn)距離上的速度之比。葉片越長(zhǎng)，或者葉片轉(zhuǎn)速越快，同風(fēng)速下的葉尖速比就越大。下圖是不同葉形和不同葉片數(shù)量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉尖速比概況。早期的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括多葉片的設(shè)計(jì)，這些風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪都有較高的密實(shí)度，所謂的密實(shí)度就是葉片面積與風(fēng)輪掃風(fēng)面積之比。這樣高密實(shí)度的風(fēng)輪的缺點(diǎn)是成本高，在極端風(fēng)速下，如颶風(fēng)條件下，會(huì)產(chǎn)生過量的力。為了限制在極端風(fēng)速下出現(xiàn)這種不希望的現(xiàn)象，同時(shí)增加采風(fēng)效率，現(xiàn)代的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用較少、較長(zhǎng)、較瘦的葉片，也
6、就是選擇盡量小的密實(shí)度設(shè)計(jì)。為了對(duì)這種較瘦的葉片進(jìn)行功率補(bǔ)償，現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要在較高的葉尖速度下運(yùn)行。葉片的幾何形狀風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片的外形輪廓是基于空氣動(dòng)力學(xué)考慮設(shè)計(jì)的，葉片的橫截面是具有非對(duì)稱的流線形狀，迎風(fēng)緣扁平。氣動(dòng)外形確立后，葉片要具有足夠的強(qiáng)度和剛度。葉片的型腔是空心的，是由兩個(gè)殼體粘接在一起構(gòu)成的，上殼面是吸力面，下殼面是壓力面為使葉片有足夠的強(qiáng)度和剛度，葉片型腔內(nèi)有腹板與上下大梁粘接，形成箱型端面結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)力學(xué)角度講，葉片的腹板起到一個(gè)類似于梁的作用，簡(jiǎn)單的梁理論在結(jié)構(gòu)分析時(shí)可以用于模化葉片
7、，從而確定葉片的整體強(qiáng)度。重要的是靠近輪轂的葉片截面要承受來自葉片其他部位的力和應(yīng)力。因此，靠近葉根部葉片翼型既厚又寬，同時(shí)沿葉片展向葉片翼型逐漸變薄，以獲得較好的氣動(dòng)性能。隨著沿葉尖方向葉片速度的增加，升力沿葉尖增加，葉片弦寬沿葉尖方向逐步減小，抵消了這種效應(yīng)。換句話說，葉片從葉根某一部位到葉尖成錐度變化，一般而言，翼型變化兼顧葉片強(qiáng)度和空氣動(dòng)力特性。在葉根處，翼型通常較窄且成管狀與輪轂連接。那么，葉片的長(zhǎng)度又是如何設(shè)計(jì)的呢？對(duì)于任何形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的功率都可以表示為：式中P--------風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸
8、出功率；ρ--------空氣密度；V--------自由風(fēng)速；A--------風(fēng)輪掃風(fēng)面積；CP--------效率因子。效率因子CP包括機(jī)械效率ηm、電氣效率ηe以及空氣動(dòng)力效率。所有三個(gè)因子分別取決于風(fēng)速和所產(chǎn)生的功率。機(jī)械效率ηm主要取決于齒輪箱內(nèi)的損失，典型的是0.95到滿負(fù)荷時(shí)的0.97。電氣效率包括發(fā)電機(jī)的損失和電氣回路的損失。對(duì)于異步發(fā)電機(jī)，通常滿負(fù)荷時(shí)
