風力發(fā)電教程ppt課件(已修改)
2025-08-16 23:36 本頁面
【正文】 風力發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)教程 . 目 錄 ? 風力發(fā)電技術(shù)概述 ? 風力機的理論基礎(chǔ) ? 機組的機械零部件 ? 機組電氣系統(tǒng) ? 風資源概述 第一章 風力發(fā)電技術(shù)概述 ? 風力發(fā)電機組的總體構(gòu)成 ? 風力發(fā)電機組的主要機型 ? 風力發(fā)電機組中的關(guān)鍵技術(shù) 一、風力發(fā)電機組的總體構(gòu)成 風 電 機組 ? 風力發(fā)電機組的主要組成部分： — 葉輪： 將風能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。 — 傳動系統(tǒng)： 將葉輪的轉(zhuǎn)速提升到發(fā)電機的額 定轉(zhuǎn)速 — 發(fā)電機： 將葉輪獲得的機械能再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋? — 偏航系統(tǒng)：使葉輪可靠地迎風轉(zhuǎn)動并解纜。 — 其它部件：如塔架、機艙等 — 控制系統(tǒng)： 使風力機在各種自然條件與工況下正常運行的保障機制，包括調(diào)速、調(diào)向和安全控制。 ? 風力發(fā)電機組（以下簡稱 風力機 ）是一種 能量轉(zhuǎn)換裝臵 —— 將 風能 轉(zhuǎn)換為 電能 的。 二、風力發(fā)電機組的主要機型 ? 按葉輪轉(zhuǎn)速是否恒定分： — 定速風力機 — 變速風力機 ? 按葉片與輪轂的聯(lián)接方式分： — 定槳距 （失速型）機組 — 變槳距機組 ?其它機型 — 主動失速型 — 無齒輪箱型 — 海上機組 ? 基本特征 — 水平軸 — 三葉片 — 上風式 — 雙速發(fā)電機 ? 機型的發(fā)展趨勢 — 定槳距 —— 〉 變槳距 — 定速型 —— 〉 變速型 — Kw級 —— 〉 MW級 — 有齒輪箱式 —— 〉 直接驅(qū)動式 三、風力發(fā)電機組中的關(guān)鍵技術(shù) ? 機組的設(shè)計方法與技術(shù) ? 葉片的設(shè)計與制造技術(shù) — 氣動設(shè)計 — 結(jié)構(gòu)設(shè)計 — 制造工藝 ? 機組控制技術(shù) — 功率控制技術(shù) — 載荷控制技術(shù) — 并網(wǎng)技術(shù) — 遠程監(jiān)控技術(shù) 第二章 風力機基礎(chǔ)理論 ? 葉片的空氣動力特性 ? 葉輪的空氣動力模型 167。 空氣動力學的基本概念 一、 流線 ? 氣體質(zhì)點： 體積無限小的具有質(zhì)量和速度的 流體微團 。 ? 流線： — 在某一瞬時沿著流場中各氣體質(zhì)點的速度方向連成的一條平滑曲線。 — 描述了該時刻各氣體質(zhì)點的運動方向：切線方向。 — 流場中眾多流線的集合稱為 流線簇 。一般情況下，各流線彼此不會相交如圖所示。 繞過物體的流線簇 ? 繞過障礙物的流線 : 當流體繞過障礙物時，流線形狀會改變，其形狀取決于所繞過的障礙物的形狀。 ? 不同的物體對氣流的阻礙效果也各不相同 考慮幾種形狀的物體，它們的截面尺寸相同，但 側(cè)面形狀 各異，對氣流的阻礙作用（用 阻力系數(shù) 度量）不同。 側(cè)面形狀不同的幾種物體 二、阻力與升力 ? 阻力 ： 當氣流與物體有相對運動時，氣流對物體的平行于氣流方向的作用力。 ? 升力 ： 先定性地考察一番飛機機翼附近的流線。當機翼相對氣流保持圖示的方向與方位時，在機翼上下面流線簇的疏密程度是不盡相同的。 1 2 1 1 3 1 — 根據(jù)流體運動的質(zhì)量守恒定律，有 連續(xù)性方程 A1V1 = A2V2 + A3V3 其中： A、 V分別表示截面積和速度。 下標 3分別代表前方或后方、上表面 和下表面處。 — 根據(jù) 伯努利方程 ： P = Pi +1/2 * ? Vi2 即：氣體總壓力 =靜壓力 +動壓力 =恒定值 考察翼型剖面氣體流動的情況： ① 上翼面突出 ，流場橫截面面積減小，空氣流速大， 即 V2V1。而由伯努利方程， 必使： P2 P1，即靜壓 力減小。 ② 下翼面平緩 ， V3≈V1，使其幾乎保持原來的 大氣壓，即： P3 ≈ P1。 結(jié)論： 由于機翼上下表面所受的壓力差，使得機 翼得到向上的作用力 —— 升力 。 三、翼型的氣動特性 翼型的幾何描述 ? 前緣與后緣： ? 翼弦： OB，長度稱為弦長，記為 C。 — 弦長是翼型的基本長度，也稱幾何弦。 — 此外，翼型上還有氣動弦，又稱零升力線。 O B 翼弦 C ? 上翼面：凸出的翼型表面。 ? 下翼面：平緩的翼型表面。 ? 中弧線： 翼型內(nèi)切圓圓心的連線。對稱翼型的中弧線與翼弦重合。 ? 厚度：翼弦垂直方向上上下翼面間的距離。 — 厚度分布：沿著翼弦方向的厚度變化。 ? 彎度：翼型中弧線與翼弦間的距離。 — 彎度分布：沿著翼弦方向的彎度變化。 作用在翼型上的氣動力 重要概念： 攻角 氣流速度與翼弦間所夾的角度，記做 ?，又稱迎角。 L R M ? V C ? 由于機翼上下表面所受的壓力差，實際上存在著一個指向上翼面的合力，記為 R。 — 阻力與升力： R在風速方向的投影稱為 阻力 ，記為 D；而在垂直于風速方向上的投影稱為 升力 ，記為 L。 — 氣動力矩： 合力 R對（除自己的作用點外）其它點的力矩，記為 M。又稱扭轉(zhuǎn)力矩。 ? 為方便使用，通常用無量剛數(shù)值表示翼剖面的氣動特性，故定義幾個氣動力系數(shù)： 升力系數(shù)： CL=L / (1/2 ?V2C) 阻力系數(shù)： CD=D / (1/2 ?V2C) 氣動力矩系數(shù)： CM=M / (1/2 ?V2C2) 此處， L、 D、 M分別為翼型沿展向單位長度上的升力、阻力和氣動力矩。 CLmax CL
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