風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與制造課程設(shè)計(jì)(完整版)
【正文】 動(dòng)變槳距控制額定風(fēng)速Vr=12m/s制動(dòng)形式氣動(dòng)剎車、機(jī)械剎車風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速nr=傳動(dòng)系統(tǒng)高傳動(dòng)比齒輪箱傳動(dòng)風(fēng)力機(jī)等級(jí)IECIIIA電氣系統(tǒng)雙饋發(fā)電機(jī)+變流器二．葉片設(shè)計(jì)1. 葉片材料選擇 葉片選用T700碳纖維，相比玻璃纖維，葉片密度較小，發(fā)電效率更高，密度為。表示中等湍流特性級(jí)；I綜上所述，葉片數(shù)選擇3?！诮o定時(shí)間段內(nèi)V(t)的平均值所對(duì)應(yīng)的功率；——表示t 時(shí)刻由于風(fēng)湍流引起的功率波動(dòng)。2. 切出風(fēng)速、切入風(fēng)速、額定風(fēng)速切入風(fēng)速 取 Vin = 3m/s切出風(fēng)速 取 Vout = 25m/s額定風(fēng)速 Vr = 12m/s（對(duì)于一般變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（）,Vr==≈12m/s）3. 重要幾何尺寸(1) 風(fēng)輪直徑和掃掠面積 由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率得葉片直徑： 其中：Pr——風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定輸出功率，；——空氣密度（一般取標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)），；Vr——額定風(fēng)速，取12m/s；D——風(fēng)輪直徑；——傳動(dòng)系統(tǒng)效率，；——發(fā)電機(jī)效率，；——變流器效率，；Cp——額定功率下風(fēng)能利用系數(shù),。選擇風(fēng)輪葉片數(shù)時(shí)考慮風(fēng)電機(jī)組性能和載荷、風(fēng)輪和傳動(dòng)成本、風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)噪聲及景觀影響等因素。為10min表示較低湍流特性級(jí)；除表基本參數(shù)外，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)中，還需要某些更重要的參數(shù)來(lái)規(guī)定外部條件。葉片每個(gè)截面的升力系數(shù)相同，為Cl=。在半徑r處，從葉片上取長(zhǎng)為dr的一個(gè)葉素，該葉素上的離心力為dFc ，則葉片上的離心力為：其中： ——風(fēng)輪角速度； ——葉片起始處旋轉(zhuǎn)半徑，約為R的1/20,； ——葉片的密度，葉片內(nèi)部為空心梁結(jié)構(gòu)，查得碳纖維密度為1800kg/m3，取900kg/m3； ——葉素處的葉片截面積；翼型為NACA63415,取用matlab計(jì)算得： （2） 葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的風(fēng)壓力Fv：風(fēng)壓力是作用在葉片上沿風(fēng)速方向的氣動(dòng)力。同時(shí)采用柔性塔，可以降低塔架質(zhì)量和成本，柔塔即塔架固有頻率在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)與葉片通過(guò)頻率之間。如下表5： 表5 年平均風(fēng)速和最大風(fēng)速關(guān)系Vave= Vave7m/sVave=7m/sVs =40m/sVs=50m/sVs=60m/s本次設(shè)計(jì)中，Vave=7m/s，所以選取Vs=60m/s。m主軸載荷低速軸轉(zhuǎn)矩 感謝老師在我們?cè)O(shè)計(jì)及畫圖時(shí)都積極提供幫助，老師組建了解答我們的問(wèn)題。n=lambda*60*12/pi/D。C=8*pi*a.*(D/2).*(h1).*cos(I)/3/./(h+1)。y2=(1+(1./tan(I)).^2).*(cl*cos(I)+cd*sin(I)).*C。epsilon=2*omega*lambda*12/R。T=pi**12^2*trapz(r1,y5)。Tools[HTML]. (4) 《風(fēng)力發(fā)電原理》.徐大平、楊勇平、,2011版.(5) 《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組理論與設(shè)計(jì)》. ,(10) .（碩士學(xué)位論文），沈陽(yáng)，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué),.(11) ，蘭州理工大學(xué)，.(12) 《風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片》. 蔡新、潘盼、朱杰、,2014版.(13) .（碩士學(xué)位論文），武漢，武漢理工大學(xué)，.(14) ，南通大學(xué)，.3．整機(jī)工程圖31。 《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)指導(dǎo)》. Risφ國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,2011. (8)y6=(h11).*(k1+1).*r1.^3?！?jì)算陀螺力矩’r1=[0,r]?！~輪轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)壓力’y3=y2.*r。r=a*R。b=lambda*a。如果當(dāng)時(shí)老師不提示，我也不會(huì)用到matlab計(jì)算，也不會(huì)用visio畫圖，如此一來(lái)，此次設(shè)計(jì)的收獲便大打折扣 。m低速軸直徑高速軸直徑塔架載荷作用在塔架上載荷Fas=2547168N作用在在塔架上風(fēng)壓力Fts=611226N塔架根部截面應(yīng)力325MPa3．其余部分設(shè)計(jì)總結(jié)整機(jī)部分設(shè)計(jì)總結(jié)，如表9 圖9 整機(jī)部分設(shè)計(jì)形式機(jī)組運(yùn)行環(huán)境溫度30176。其中為風(fēng)輪實(shí)度，風(fēng)輪實(shí)度與葉尖速比有關(guān)，= 時(shí)，近似認(rèn)為=；Vs——風(fēng)輪中心處的暴風(fēng)風(fēng)速 ,單位為m/s；② 荷蘭ECN的公式其中：Ct——推力系數(shù)，取q——?jiǎng)討B(tài)風(fēng)壓,單位為，q隨高度變化，風(fēng)輪中心高度Zhub==1410N/m2。塔筒頂部?jī)?nèi)徑：d2= 3960mm；，額定風(fēng)速12m/s，風(fēng)輪直徑116m，機(jī)艙重150t，塔筒分為三段，葉片54t，輪轂38t。當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，風(fēng)輪除以角速度繞水平主軸轉(zhuǎn)動(dòng)外，還以角速度垂直于水平主軸并通過(guò)塔筒的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。如下：（1）求利用公式（2）求軸向干擾因子利用公式
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