風力發(fā)電機設計與制造課程設計(編輯修改稿)
2025-07-24 06:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 高速軸直徑：綜上可得。6．偏航系統(tǒng)類型：主動偏航，并選用強制外置6電機偏航；偏航范圍：——偏航角速度：偏航軸承：4點接觸球軸承；偏航驅(qū)動：6個3kW偏航電機；偏航制動：液壓控制摩擦制動；大齒輪齒數(shù)：135；小齒輪齒數(shù)：16減速箱傳動比：i=140結(jié)構(gòu)簡圖見 圖7圖7 偏航機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖7． 變槳系統(tǒng) 根據(jù)調(diào)整槳距角調(diào)整風能利用系數(shù)，槳距角與風能利用系數(shù)曲線見圖8圖8 風能利用系數(shù)與槳距角關系曲線變槳類型：3葉片獨立變槳控制，采用電動驅(qū)動裝置。供電方式：超級電容供電發(fā)電機轉(zhuǎn)速：永磁電動機1500r/min，電機功率：310kw變槳范圍：0—90（主要變槳范圍0—30）變槳速度：7/s傳動方式：齒形帶傳動變槳機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖見圖 9圖9 變槳機構(gòu)結(jié)四．風機載荷計算1．葉片載荷計算（1） 作用在葉片上的離心力Fc葉片繞風輪旋轉(zhuǎn)時，有離心力作用在葉片上。方向是自旋轉(zhuǎn)中心沿半徑想外。在半徑r處，從葉片上取長為dr的一個葉素，該葉素上的離心力為dFc ，則葉片上的離心力為：其中： ——風輪角速度； ——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計算得： （2） 葉輪轉(zhuǎn)動時的風壓力Fv：風壓力是作用在葉片上沿風速方向的氣動力。其中：c——葉素的弦長，單位為m；——來流角；設Fv作用點距葉輪軸的距離為，則有：用matlab計算得： （3） 作用在葉片上的氣動力矩Mb Mb是使風輪轉(zhuǎn)動的力矩，可由下式求出（4）作用在葉片上的陀螺力矩MkMk是風輪對風調(diào)向時產(chǎn)生的慣性力矩。當風向改變時，風輪除以角速度繞水平主軸轉(zhuǎn)動外，還以角速度垂直于水平主軸并通過塔筒的軸線轉(zhuǎn)動。整個葉片的轉(zhuǎn)動慣量為：其中： ——葉片的密度，為900kg/m3；——葉素處的葉片截面積，根據(jù)翼型圖得，單位為m2；設科氏加速度為：其中：——慣性半徑，值為；——與的夾角，=；由動量矩定理知，葉片受到慣性力矩Mk的作用，這個力矩稱為陀螺力矩。用matlab計算得： J = 31994000 m42．風輪載荷計算（1）軸向誘導因子，周向誘導因子則作用在風輪上的軸向推力T可表示為：用matlab計算得： （2）作用在整個風輪上的轉(zhuǎn)矩M可表示為：用matlab計算得：階段性總結(jié)表葉片上離心力Fc4139100NFv作用點距軸心距離葉片轉(zhuǎn)動風壓力Fv494560N氣動力矩Mb195330轉(zhuǎn)動慣量J31994000慣性力矩Mk191680000風輪軸向推力T663860風輪上轉(zhuǎn)矩M3018600五．塔架設計1．塔架高度塔架高度參數(shù)的選擇與地形和地貌有關，陸地和海上風機組會有所不同，陸地地表相對粗糙，風速隨高度變化緩慢，需要高的塔架，相反海平面較光滑，風速沿高度變化梯度大。此外，隨著風輪直徑的增大，塔架高度逐漸減小，對于風輪直徑25m以上的機組，輪轂中心高與風輪直徑為1:1，所以選取塔架高度為90m。輪轂高度是從地面到風輪掃掠面中心的高度，用Zhub表示 —塔頂平面到風輪掃掠面中心的高度；H —塔架高度。2. 塔架的基本結(jié)構(gòu)形式塔架形式主要分為鋼筋混凝土、桁架、鋼筒三種結(jié)構(gòu)，目前大型風機組主要采用鋼筒結(jié)構(gòu)，鋼筒結(jié)構(gòu)中又分為直通和錐筒，在滿足相同的要求的前提下，錐筒可以減少材料消耗，降低成本，所以本設計選取錐形鋼筒結(jié)構(gòu)。同時采用柔性塔，可以降低塔架質(zhì)量和成本，柔塔即塔架固有頻率在風輪旋轉(zhuǎn)與葉片通過頻率之間。3．塔架的結(jié)構(gòu)尺寸、重量和材料連接方式：法蘭連接；材料：Q460c，屈服強度是460MPa；機組質(zhì)量：m1 =220t；塔筒質(zhì)量：m2 = 200t；塔筒壁厚：從根部到頂部選用壁厚由3020mm過渡；塔筒根部外徑：D1 = 6000mm；塔筒頂部外徑：d1 = 4000mm；塔筒根部內(nèi)徑：D2 = 5940mm。塔筒頂部內(nèi)徑：d2= 3960mm；，額定風速12m/s，風輪直徑116m，機艙重150t，塔筒分為三段，，葉片54t，輪轂38t。塔筒根部外徑5056mm，頂部外徑3815mm。，4. 塔架載荷分析作用在塔架上的載荷有以下幾類：（1） 風輪等構(gòu)件承受的空氣動力載荷；（2） 重力和慣性載荷：由重力、振動、旋轉(zhuǎn)以及地震等引起的靜態(tài)和動態(tài)載荷；（3） 操作載荷：在機組運行和控制過程中產(chǎn)生的載荷。如功率變化、偏航、變槳以及制動過程產(chǎn)生的載荷等；（4） 其它載荷：諸如尾跡載荷、沖擊載荷、覆
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1