【正文】 海面上的風(fēng)比海岸大，沿海的風(fēng)比內(nèi)陸大得多。 ? 風(fēng)向頻率的計(jì)算方法 — 選擇觀測的時(shí)間段，如月、季、年； — 記錄每個(gè)風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù) ni，及總觀測次數(shù) n； — 某風(fēng)向的風(fēng)向頻率 = ni/n 100 二、風(fēng)速頻率 對(duì)于風(fēng)力機(jī)的安臵處，有兩個(gè)重要的描述風(fēng) 資源的參數(shù)： 風(fēng)速頻率 和 年平均風(fēng)速 。 基本公式： E=1/2 mV2 式中 m=?AV，為單位時(shí)間內(nèi)的流量質(zhì)量。 ? 年有效風(fēng)能 —— 起動(dòng)風(fēng)速到切出風(fēng)速之間的風(fēng)能。 ? 把各個(gè)區(qū)間出現(xiàn)的次數(shù)除以總次數(shù)即得風(fēng)速頻率。但隨著遠(yuǎn)離物體，這種渦流逐漸消失。 在我國，大部分地區(qū)風(fēng)的季節(jié)性變化規(guī)律是：春季最強(qiáng)，冬季次之，夏季最弱。 —— 測量時(shí)選用極短的采樣間隔，如 1s。 ?陸地上的風(fēng)向一般用 16個(gè)方位觀測。 ? 控制器收到反饋信號(hào)后，控制盤式制動(dòng)器（機(jī)械剎車）松開。 二、機(jī)組的自起動(dòng) ? 早期的定槳距機(jī)組的利用發(fā)電機(jī)起動(dòng) —Motor star。 ?連接示意： ?特點(diǎn) — 葉輪可變速運(yùn)行； — 并網(wǎng)與解列時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響較?。? — 電氣設(shè)備的價(jià)格較高，使連接成本較大。 ? 并網(wǎng)發(fā)電 —— 是一種廣義的儲(chǔ)能方式，但卻最為簡便有效。 ? 用作發(fā)電機(jī)時(shí)，必須使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n大于同步 轉(zhuǎn)速 n1 ，此時(shí)， s小于 0。 異步發(fā)電機(jī) 基本構(gòu)造 與同步發(fā)電機(jī)相似。一般采用球墨鑄鐵鑄造而成 ? 輪轂是機(jī)組中受力最復(fù)雜的零件之一，因此需要進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與疲勞強(qiáng)度分析。 葉片的載荷 ? 對(duì)葉片運(yùn)行載荷分析與計(jì)算，不僅是葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所必須的，而且更為重要的是分析整個(gè)風(fēng)力機(jī)各部件受載的基礎(chǔ)。 葉輪錐角 ? — 葉片和旋轉(zhuǎn)平面的夾角。 3 6 9 12 ? 葉片數(shù) ? 取決于葉輪的尖速比 ，具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表 ： ? 由于葉片數(shù)少的風(fēng)力機(jī)在高尖速比運(yùn)行的具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，適合于發(fā)電。 ? 氣動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須先確定總體參數(shù)。 ? 另一方面， dR還可分解為推力元 dF和扭矩元dT，由幾何關(guān)系可得： dF＝ dLcos ?+ dDsin ? dT＝ r(dLsin ? dD cos ?) ? 由于可利用阻力系數(shù) CD和升力系數(shù) Cl 分別求得dD和 dL: dL = 1/2 ? CLW 2C dr dD = 1/2 ? CD W 2C dr 故 dF和 dT可求。取 a=1/3，得 Pmax =16/27 (1/2 ?SV13 ) 注意到 1/2 ?SV13 是遠(yuǎn)前方單位時(shí)間內(nèi)氣流的動(dòng)能 — 功率，并定義 風(fēng)能利用系數(shù) Cp為： Cp=P/(1/2 ?SV13 ) 于是 最大風(fēng)能利用系數(shù) Cpmax為： Cpmax=Pmax/(1/2 ?SV13 )=16/27? 此乃貝茲極限。 4. 貝茲極限 ? 引入 軸向干擾因子 進(jìn)一步討論。 ? 安裝角：槳葉剖面上的翼弦線與旋轉(zhuǎn)平面的夾角，又稱槳距角，記為?。 ?0稱為零升力角，對(duì)應(yīng)零升力線。 ? 為方便使用，通常用無量剛數(shù)值表示翼剖面的氣動(dòng)特性，故定義幾個(gè)氣動(dòng)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(dòng)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(dòng)力矩。 — 厚度分布：沿著翼弦方向的厚度變化。 三、翼型的氣動(dòng)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。 ? 升力 ： 先定性地考察一番飛機(jī)機(jī)翼附近的流線。 空氣動(dòng)力學(xué)的基本概念 一、 流線 ? 氣體質(zhì)點(diǎn)： 體積無限小的具有質(zhì)量和速度的 流體微團(tuán) 。 — 傳動(dòng)系統(tǒng)： 將葉輪的轉(zhuǎn)速提升到發(fā)電機(jī)的額 定轉(zhuǎn)速 — 發(fā)電機(jī)： 將葉輪獲得的機(jī)械能再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋? — 流場中眾多流線的集合稱為 流線簇 。 下標(biāo) 3分別代表前方或后方、上表面 和下表面處。 O B 翼弦 C ? 上翼面：凸出的翼型表面。 作用在翼型上的氣動(dòng)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。 說明 ： ? 在 ?0～ ?CT之間， CL與 ?呈近似的線性關(guān)系表明隨著 ?的增加，升力 L逐漸加大。 翼剖面的阻力特性 167。 — 此處的螺旋升角為該半徑處的安裝角 ?r。 ? 討論： — 當(dāng) a≧ 1/2時(shí)， V2≦ 0，因此 a1/2。 — 在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的線速度： U=r?。 ? 傳動(dòng)系： 主軸、主軸軸承、齒輪箱、機(jī)械剎車、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)等。是一個(gè)重要設(shè)計(jì)參數(shù)。它是和尖速比密切相關(guān)的一個(gè)重要參數(shù)。 減少葉片梢部與塔架碰撞的機(jī)會(huì)。 ? 作用在葉片上的力 簡化為三種力：空氣動(dòng)力、離心力和重力。 發(fā)電機(jī) 一、常用的發(fā)電機(jī)種類 同步發(fā)電機(jī) — 基本構(gòu)成 定子 定子鐵心 定子繞組（定子線圈） 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子鐵心（磁極） 勵(lì)磁繞組（轉(zhuǎn)子繞組） — 發(fā)電原理 ? 勵(lì)磁繞組中通過直流電后，轉(zhuǎn)子磁極磁化，產(chǎn)生磁場； ? 原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子磁場同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，與定子繞組相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使其感應(yīng)出交流電動(dòng)勢 —— 發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電 。它在旋轉(zhuǎn)磁場中又受到電磁力的作用，于是就按照旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 解決 — 采用雙速發(fā)電機(jī) 分別設(shè)計(jì)成 4極和 6極。 ?連接示意圖 齒輪箱 發(fā)電機(jī) 葉片變槳距 失速 ?特點(diǎn)： — 發(fā)電方式簡化，所用電氣設(shè)備和元件的總價(jià) 格便宜。 — 異步轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速階段，異步發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行； — 轉(zhuǎn)速差為零時(shí)，雙向晶閘管全部導(dǎo)通，自動(dòng)并網(wǎng)開關(guān)動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合，短接已全部開通的雙向 晶閘管。 三、葉輪對(duì)風(fēng) ? 當(dāng)風(fēng)速傳感器測得 10min平均風(fēng)速 3m/s時(shí)，控制器允許葉輪對(duì)風(fēng)。這就導(dǎo)致了 空氣的 流動(dòng) —— 風(fēng) 。 ?風(fēng)向的方位圖圖示如下 。 風(fēng)速的周期性變化 ?風(fēng)速的日變化： 一天之中，風(fēng)速的大小是不同的。 Vr—參考 高度 zr處的風(fēng)速，測得。 167。目前 Weibull分布函數(shù)