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1、風(fēng)力發(fā)電原理趙勝利編2012年5月目錄總體介紹總體介紹50/750風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是定槳矩失速控制，額定功率750kW三葉片上風(fēng)向葉輪直徑50m總體介紹設(shè)計(jì)額定功率750kW啟動(dòng)風(fēng)速4.0m/s額定風(fēng)速15m/s切出風(fēng)速25.0m/s最大設(shè)計(jì)風(fēng)速70m/s總體介紹葉輪直徑50m葉片數(shù)量3轉(zhuǎn)數(shù)21r/min齒輪箱型式一級(jí)行星，一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比i=67.6總體介紹發(fā)電機(jī)額定功率750型式4極異步發(fā)電機(jī)額定電壓690V防護(hù)等級(jí)IP54總體介紹總體介紹葉輪相關(guān)知識(shí)風(fēng)力發(fā)電氣動(dòng)工作原理風(fēng)力機(jī)由風(fēng)輪系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、塔架系統(tǒng)等組成，其中風(fēng)輪是關(guān)鍵部件。風(fēng)輪葉片在
2、風(fēng)的作用下產(chǎn)生空氣動(dòng)力使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，在通過(guò)風(fēng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，因此風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題主要是風(fēng)輪葉片的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。風(fēng)輪的幾何參數(shù)（1）風(fēng)輪直徑風(fēng)輪的直徑是指風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)輪外圓直徑，用D表示葉輪相關(guān)知識(shí)（2）風(fēng)輪面積風(fēng)輪面積是指風(fēng)輪掃掠面積（3）風(fēng)機(jī)錐角風(fēng)輪錐角是葉片與旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面的夾角，錐角的作用是在風(fēng)輪運(yùn)行狀態(tài)下，減少離心力引起的葉片彎曲應(yīng)力或防止葉片稍部與塔架碰撞（4）風(fēng)輪仰角風(fēng)輪仰角是風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸與水平面的夾角，仰角的作用是防止葉片稍部與塔架碰撞。葉輪相關(guān)知識(shí)葉輪相關(guān)知識(shí)葉片翼型幾何參數(shù)葉片主要有一下幾個(gè)幾何參
3、數(shù)（1）前緣翼型中弧線的最前點(diǎn)稱(chēng)為翼型前緣（2）后緣翼型中弧線的最后稱(chēng)為翼型后緣（3）弦線翼型前緣點(diǎn)和后緣的連線稱(chēng)為弦線，其長(zhǎng)度稱(chēng)為弦長(zhǎng)（4）中弧線葉輪相關(guān)知識(shí)垂直與弦線度量的上、下表面間距離中點(diǎn)連線稱(chēng)為中弧線（5）厚度垂直于弦線度量的上、下表面間的距離稱(chēng)為翼型厚度。最大厚度與弦長(zhǎng)的比值稱(chēng)為翼型相對(duì)厚度（6）彎度中弧線到弦線的最大垂直距離稱(chēng)為翼型彎度，彎度與弦長(zhǎng)的比值稱(chēng)為相對(duì)彎度（7）后緣厚度尾緣點(diǎn)處上下表面間的距離稱(chēng)為后緣厚度。葉輪相關(guān)知識(shí)葉輪相關(guān)知識(shí)葉片的受力作用在風(fēng)力機(jī)葉輪上的氣動(dòng)力可用葉素理論來(lái)解釋。葉素理論的基本出發(fā)點(diǎn)是將葉片延展向分成許多微段，稱(chēng)這些微段
4、為葉素。假設(shè)在每個(gè)葉素上的流動(dòng)相互之間沒(méi)有干擾，即葉素可以看成是二維翼型。葉輪相關(guān)知識(shí)葉輪相關(guān)知識(shí)當(dāng)一個(gè)葉素在流場(chǎng)中流動(dòng)時(shí)，環(huán)繞該葉素產(chǎn)生一個(gè)壓力分布，該壓力分布與攻角有關(guān)（攻角就是弦線和風(fēng)向的夾角。葉素的上表面，是負(fù)壓力；下表面是正壓力，由于壓力分布在葉素上而產(chǎn)生的載荷，可用2個(gè)力（即升力和阻力）和一個(gè)力矩（俯仰力矩）表示。環(huán)繞葉素的升力L垂直于風(fēng)向V；阻力平行于風(fēng)向與升力垂直，力矩M稱(chēng)為俯仰力矩，力矩是相對(duì)于一個(gè)特定點(diǎn)來(lái)說(shuō)的，通常在弦長(zhǎng)的0.25處。將作用在每個(gè)葉素上的力矩沿展向積分，就可以求得力矩在風(fēng)輪上的力和力矩葉輪相關(guān)知識(shí)將由長(zhǎng)度為dr葉素上的阻力和升力合
5、成的空氣動(dòng)力dFa分解為法向力dFn和切向力dFt，正是由于此切向力Ft的存在，形成了扭矩M才使得葉片旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)行風(fēng)能捕捉，然后將捕捉到的能量轉(zhuǎn)化為電能葉輪相關(guān)知識(shí)風(fēng)知識(shí)講解葉輪相關(guān)知識(shí)能量計(jì)算由流體力學(xué)可知，氣流的動(dòng)能為：其中m----氣體質(zhì)量v----氣體速度設(shè)單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)截面積的為S的氣體體積為V則葉輪相關(guān)知識(shí)葉尖正常運(yùn)行狀態(tài)下：葉尖與葉片聯(lián)為一體在過(guò)速狀態(tài)下：離心力通過(guò)鋼絲繩使液壓缸上壓力增加，當(dāng)壓力超過(guò)高定值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)停機(jī)。當(dāng)壓力超過(guò)防爆臘的設(shè)定值時(shí)，防爆膜沖開(kāi)，系統(tǒng)泄壓，葉尖閘動(dòng)作停機(jī)。齒輪箱相關(guān)知識(shí)重齒S50/750kwFL800A齒箱采用一級(jí)
6、行星兩級(jí)平行軸齒輪箱傳動(dòng)內(nèi)齒圈固定，3行星輪Z3自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)。太陽(yáng)輪Z2轉(zhuǎn)速低，載荷大。NGW傳動(dòng)，i=1+Z4/Z2=1+99/21=5.714南高齒S50/750kwFDG-00R1一級(jí)行星兩級(jí)平行軸齒輪箱傳動(dòng)內(nèi)齒圈固定，3行星輪Z3自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)。太陽(yáng)輪Z2轉(zhuǎn)速低，載荷大。NGW傳動(dòng)，i=1+Z4/Z2=1+91/23=4.957齒輪箱相關(guān)知識(shí)齒輪箱齒輪箱相關(guān)知識(shí)齒輪箱齒輪箱相關(guān)知識(shí)齒輪箱齒輪箱相關(guān)知識(shí)齒輪油泵齒輪油泵為一個(gè)外部自吸式擺線轉(zhuǎn)子泵，由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)循環(huán)油路壓力超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)，一個(gè)集成旁路系統(tǒng)可以保護(hù)電機(jī)防止過(guò)載。壓力控制閥在壓力超過(guò)10bar時(shí)打開(kāi)，
7、將吸出的油直接送回油箱。齒輪箱相關(guān)知識(shí)中壓微粒濾清器帶有旁通閥的中壓微粒濾清器串聯(lián)在循環(huán)潤(rùn)滑油路系統(tǒng)中，確保持續(xù)過(guò)濾齒輪油。利用20μm的濾清器，使齒輪箱內(nèi)循環(huán)的潤(rùn)滑油始終保持清潔，有效地使所有接觸轉(zhuǎn)動(dòng)的部件不致因潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)受到損壞。當(dāng)濾清器進(jìn)油口和出油口之間的壓力差達(dá)到3bar時(shí)，濾清器上的污染發(fā)訊器發(fā)出信號(hào)，同時(shí)污染發(fā)訊器上也有燈光顯示，此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換濾蕊，如果更換濾蕊不及時(shí)，濾油器進(jìn)出口壓差達(dá)到4.5bar時(shí)，濾油器旁通閥將會(huì)開(kāi)啟，此時(shí)濾油器將失去濾清作用齒輪箱相關(guān)知識(shí)油位開(kāi)關(guān)齒輪箱潤(rùn)滑油規(guī)定油位的監(jiān)測(cè)，是依靠一個(gè)安裝在保護(hù)管中的磁電位置開(kāi)關(guān)來(lái)完成的，
