【正文】 氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。葉輪由輪盤、葉片、輪蓋、軸盤組成。 軸流風(fēng)機(jī)一般由葉輪、機(jī)殼、集流器和電機(jī)組成，葉輪由葉片和輪轂組成，機(jī)殼由風(fēng)筒、機(jī)架板和支架組成。 的主要性能參數(shù) 風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)是以測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制風(fēng)機(jī)性能曲線為主，所以正確理解風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)和性能曲線尤為重要。 (4)有效功率 :單位時(shí)間內(nèi)通過風(fēng)機(jī)的氣體所獲得的總能量稱為有效功率，單位為 kw。因?yàn)檫@些性能參數(shù)去除了計(jì)量單位的影響，所以對每一種型式的風(fēng)機(jī)，僅有一組無因次性能曲線。 機(jī)殼：用普通鋼板焊接成蝸殼形整體。 變槳控制系統(tǒng)：與主控系統(tǒng)配合，通過對葉片節(jié)距角的控制，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及恒速運(yùn)行，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行靈活性。 從硬件來講，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)隨風(fēng)機(jī)一起安裝在接近自然的環(huán)境中，工作有較大振動、大范圍的溫度變化、強(qiáng)電磁干擾這樣的復(fù)雜條件下，因此其硬件要求比一般系統(tǒng)要高得多。東方自控經(jīng)過幾年的努力，已成功開發(fā)出 DWS5000 風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，并已完成各種測試及風(fēng)機(jī)運(yùn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，基本形成了自主開發(fā)能力。 (2)需要進(jìn)一步提高低電壓穿越運(yùn)行能力（ LVRT）。山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 7 應(yīng)該說， 這還只是一個(gè)初步的、相對較低的運(yùn)行要求。但是，無論如何說，序幕已經(jīng)拉開。因?yàn)殡妱訖C(jī)的功率因數(shù)和效率是隨著負(fù)載變化的。 差壓式流量計(jì) (以下簡稱 DPF 或流量計(jì) )是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來測量流量的儀表。壓差的大小不僅與流量還與其他許山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 10 多因素有關(guān)，例如當(dāng)節(jié)流裝置形式或管道內(nèi)流體的物理性質(zhì) (密度、粘度 )不同時(shí)，在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。本試驗(yàn)裝置中，此壓差信號由壓差式變送器測量。 (2)靈敏度高。本系統(tǒng)選用變截面接口靜壓傳感器，其型號為 :C26RANGE:050Pa，技術(shù)指標(biāo)如下 : 作溫度 :18+65℃ 測量介質(zhì) :空氣或類似的非導(dǎo)電性氣體 輸入電源 :93V DC 輸出電流 :420mA 量程 :05OPa 接線方式為兩線式，傳感器采用 24V直流電源供電，數(shù)據(jù)采集卜的模擬輸入通道采集25OΩ精密電阻兩端的電壓信號，此電壓信號進(jìn)入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行計(jì)算?；诋?dāng)時(shí)的計(jì)算條件和對風(fēng)力發(fā)電葉片的認(rèn)識， Betz 在葉片計(jì)算時(shí)采用了一些假設(shè)條件。在此項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上，德國的 Enercon 公司將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)直徑由 30 米增加到 33 米，復(fù)合材料葉片也隨著相應(yīng)的增加。另外， LM 公司的葉片預(yù)彎曲專有技術(shù)也可以進(jìn)一步降低葉片重量和提高產(chǎn)能。只計(jì)算 F1 產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。風(fēng)機(jī)開始偏轉(zhuǎn)時(shí)，偏航加速度ε將產(chǎn)生沖擊力矩 M=Iε（ I 為機(jī)艙慣量）。風(fēng)機(jī)裝在 40m 的高空，裝拆費(fèi)用昂貴，因此必須有非常高的可靠性，一般要求 20 年壽命，再加上該軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此在裝機(jī)試驗(yàn)之前必須進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)，以確保軸承設(shè)計(jì)參數(shù)無誤。通過對這兩種軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝方法改進(jìn)、生產(chǎn)過程清潔度控制及相關(guān)組件的優(yōu) 選來降軸承振動的噪聲，使軸承具有良好的低噪聲性能。許用最大轉(zhuǎn)速為 8000r/min。 主軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 13331 [ ] 155 16n n nM M M M Pa M PaWdd??? ?? ? ? ? ? ? ?? 主軸的最大彎曲應(yīng)力為： m a x m a x m a x 1331 [ ] 32M M M M P a M P aWd d??? ?? ? ? ? ? ? 按照第三強(qiáng)度理論計(jì)算風(fēng)機(jī)主軸的最大復(fù)合應(yīng)力： 2 2 2 2m a x14 4 . 1 9 4 3 . 0 67 . 4 2 [ ] 6 0 M P aM P a M P a? ? ???? ? ? ? ?? ? ? M P aM P a 60][ 1 ??? ?? ⑷風(fēng)機(jī)主軸剛度校核計(jì)算 ① 風(fēng)機(jī)主軸的彎曲剛度校核計(jì)算 主軸的當(dāng)量直徑： 4444 4 4 4 4 441300 426 5 3 5 2 0 0 6 5 3 5 2 0 03 2 4 0 5 2 3 2 4 0 5 2v zii il k l kd m mld???? ? ? ?? ? ? ?? 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 25 圖 28主軸撓度示意圖 彎曲撓度： 主軸撓度如圖 28 3 613m a x94 10 [ ]33 210 10 GKPly m yEI ???? ? ? ? ? ? ?? ? ? 偏轉(zhuǎn)角： 94( 2 ) 033 [ ]80 10 T l kGI?? ???? ? ? ?? ? ? ② 風(fēng)機(jī)主軸的扭轉(zhuǎn)剛度的校核計(jì)算 45 .7 3 1 0pTGI? ?? 其中： T為扭矩 T= m G為鋼的剪切彈性模量 10G M Pa?? Ip 為主軸的截面的極慣性矩 4 543 . 0 5 1 032p dI m m?? ? ? 34452 0 . 0 4 1 05 . 7 3 1 0 0 . 0 4 6 / [ ] 0 . 5 ~ 1 /8 . 1 1 0 3 . 0 5 1 0 mm?? ?? ? ? ? ?? ? ? 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 26 （ 5）主軸的臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算 2 223434 21520775 520 775 132 84 / m in 20215 .3 10 [ ( ) ][ ( ) ] 10cdnrd lm gada?? ? ???? 143 0 / m in 5 996 3 / m in r n r? ? ? 所以風(fēng)機(jī)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)安全。 ⑺ 在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電動機(jī)的過載能力大為降低。順變器就是整流器，它是一個(gè)晶閘管感想一橋式電路，其作用為將定壓定頻的交流電變換為可調(diào)直流電，然后作為逆變器的直流供電電源；中間濾波器由電抗器或電容組成，其作用是對整流后的電壓或電流進(jìn)行濾波；逆變器也是三相橋式整流電路，但它的作用與順變器相反，綜將直流電山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 28 變換（調(diào)制）為可調(diào)頻率的交流電，它是變頻器的主要部分。 三、變頻器控制 在此選擇交流變頻器型號為： RNB3000 電機(jī)為 Y100L24 主回路端子接線圖、控制回路接線圖如圖 3各端子說明如表 32 圖 31變頻器接線說明 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 29 圖 32變頻器端子說明 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通 斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置 。 保護(hù)電路檢測主電路的電壓、電流等。但為了保證人身安全，需要裝設(shè)漏電保護(hù)斷路器。 ② 防止失速再生過電壓，減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使 主電路直流電壓上升，為防止再生過電壓電路保護(hù)動作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止不能運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖 33風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置流程圖 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 32 致 謝 通過 兩個(gè)多月 的努力，我的畢業(yè)論文《 風(fēng)機(jī) 控制系統(tǒng)的改造 》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意 。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價(jià)格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實(shí)現(xiàn)過程自動化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。所以，在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。但瞬時(shí)停電假如達(dá)數(shù) 10ms 以上時(shí)，通常不僅控制電路誤動作，主電路也不供電，所以檢測出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 I/O 電路使變頻更好地人機(jī)交互，其具有多信號的輸入，還有各種內(nèi)部參數(shù)的輸入。控制器輸出一組等幅而脈沖寬度隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的矩形脈沖，用此脈沖電壓去觸發(fā)逆變器中的功率開關(guān)器件，起到了功率放大作用。間接變頻是指將交流經(jīng)整流器后變?yōu)橹绷鳎缓笤俳?jīng)逆變器調(diào)制為頻率可調(diào)的交流電 。 ⑸ 易于實(shí)現(xiàn)過程自動化。此距離一般為： 551. 0 10 ~ 1. 5 10 m????。并且原動機(jī)為電動機(jī)，因此可選 KA為 。同時(shí)根據(jù)軸承的工況條件，對軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行再優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)軸承加工工藝方法，進(jìn)一步提高軸承的性能指標(biāo)。同時(shí)，要采取有針對性的熱處理措施，提高齒面強(qiáng)度，使軸承具 有良好的耐磨性和耐沖擊性。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)常年在野外工作，工況條件比較惡劣，溫度、濕度和軸承載荷變化很大，風(fēng)速最高可達(dá) 23m/s，有沖擊載荷，因此要求軸承有良好的密封性能和潤滑性能、耐沖擊、長壽命和高可靠性，發(fā)電機(jī)在 23 級風(fēng)時(shí)就要啟動，并能跟隨風(fēng)向變化，所以軸承結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)以保證低摩擦、高靈敏度，大型偏航軸承要求外圈帶齒，因此軸承設(shè)計(jì)、材料、制造、潤滑及密封都要進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。 葉片在 F1 和 F2 的作用下，在相應(yīng)的方向彎曲。 丹麥的 LM 公司在 米復(fù)合材料 葉片樣機(jī)的設(shè)計(jì)中對其葉片根部固定進(jìn)行了改進(jìn)，尤其是固定螺栓與螺栓空周圍區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改善葉片的空氣動力學(xué)特征，即使葉片在旋轉(zhuǎn)速度降低 5％的情況下，捕風(fēng)能力仍可以提高 5％；隨著葉片旋轉(zhuǎn)速度的降低，葉片運(yùn)行的噪音大 約可以降低 3dB。另外，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用也使得葉片的結(jié)構(gòu)與層合板設(shè)計(jì)更加細(xì)化，有力的支持了最佳工藝參數(shù)的確定。電容式傳感器一般使用金屬材料做電極，以無機(jī)材料做絕緣支撐，故能承受很大的溫度變化和各種形式 的強(qiáng)輻射作用，適合在惡劣環(huán)境中工作。壓力傳感器的種類繁多，本系統(tǒng)采用電容式微壓傳感器不，其特點(diǎn)如下 : (1)測量范圍大。 ⑵ 風(fēng)機(jī)壓差測量方式 此測試系統(tǒng)采用法蘭取壓的標(biāo)準(zhǔn)板孔如圖 22。流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。 本系統(tǒng)采用的傳感器包括壓差傳感器、壓力傳感器和扭矩傳感器。 如果容量選擇過小 ,就會發(fā)生長期過載現(xiàn)象 ,影響電動機(jī)壽命甚至燒毀。當(dāng)前，電網(wǎng)對這一問題已相當(dāng)重視，要求開展 建設(shè)風(fēng)電場功率預(yù)測系統(tǒng)和風(fēng)電出力自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在功率預(yù)測基礎(chǔ)上的有功功率和無功功率控制能力。風(fēng)機(jī)具有的這種能力稱為低電壓穿越運(yùn)行能力（ LVRT），有的國家甚至要求當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落至零時(shí)還能保持在網(wǎng)運(yùn)行。目前，風(fēng)機(jī)投資用戶和電網(wǎng)調(diào)度中心對廣布于不同地域的風(fēng)場之間的聯(lián)網(wǎng)要求越來越迫切，雖然各個(gè)風(fēng)機(jī)制造廠家都提供了一定的手段實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)互連，但是由于采 用的方案不同，不同廠家的風(fēng)機(jī)進(jìn)行互聯(lián)時(shí)還是會有很多問題存在，實(shí)施起來難度較大。 即便如此，國內(nèi)企業(yè)通過這幾年的努力，已經(jīng)在控制系統(tǒng)主要部件的開發(fā)上取得了積極進(jìn)展，已基本形成了自主的技術(shù)開發(fā)能力，所欠缺的主要是產(chǎn)品的大規(guī)模投運(yùn)業(yè)績以及技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累。前已述及，我國風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)是從 2021 年開始的最近四年才得到快速發(fā)展的，國內(nèi)主要風(fēng)機(jī)制造廠家為了快速搶占市場，都致力于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，無力對控制系統(tǒng)這樣的技術(shù)含量較高的產(chǎn)品進(jìn)行自主開發(fā)，因此多直接從 MITA、 Windtec 等國外公司采購產(chǎn)品或引進(jìn)技術(shù)。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 5 主控系統(tǒng)：主控系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的主體，它實(shí)現(xiàn)自 動啟動、自動調(diào)向、自動調(diào)速、自動并網(wǎng)、自動解列、故障自動停機(jī)、自動電纜解繞及自動記錄與監(jiān)控等重要控制、保護(hù)功能。葉輪擴(kuò)壓器外緣最高圓周線速度不得超過 140m/s。 (8)無因次性能曲線 :為了選擇、比較和設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)，經(jīng)常采用一系列無因次參數(shù)。常用體積流量 Q 表示，其單位為“耐 /s”或“ m3/h”。 風(fēng)機(jī)一般用于鍛冶爐及高壓強(qiáng)制通風(fēng)，亦可廣泛用于輸送物料、空氣及無腐蝕性、不自然、不含粘性物質(zhì)之氣體。 軸流風(fēng)機(jī)按壓力高 低分為高壓（ 500～ 5000Pa）、低壓（＜ 500Pa）。 根據(jù)葉片出口安裝角不同離心風(fēng)機(jī)分為前向、徑向、后向離心風(fēng)機(jī)，其中前向風(fēng)機(jī)又分為一般前向和前向多翼風(fēng)機(jī)兩種。 風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動的流體機(jī)械。 fan design。因此有必要對風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理的改造。統(tǒng)計(jì)資料顯示，在工