【正文】 電機(jī)與電器起重運(yùn)輸件北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994[9] Costa,R,and Sobet,2003. Proceeding of ASME Design Engineering Technical Conferences,Chicago[10] 孫志禮等主編北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2000[7] 余俊等機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[Ⅱ] 第2版北京：中國(guó)電力出版社，2002，8[3] 王承煦在論文的完成過(guò)程當(dāng)中，同時(shí)得到了王革、胡曉寒、包麗的熱情幫助，一并表示深深地感謝! 參考文獻(xiàn)[1] 吳治堅(jiān)本設(shè)計(jì)在同型號(hào)風(fēng)力機(jī)中價(jià)格屬于中下等級(jí)，但性能屬于中上等級(jí)設(shè)備。其內(nèi)部除了要有推力軸承外還有一個(gè)可以加固回轉(zhuǎn)體抗彎強(qiáng)度的滑動(dòng)軸承。5 結(jié)論我國(guó)有豐富的風(fēng)力資源，在沿海和新疆、內(nèi)蒙古、黑龍江、甘肅等內(nèi)陸地區(qū)，有大量的風(fēng)資源可開(kāi)發(fā)利用。滑環(huán)是在一絕緣圓筒外壁鑲嵌三到四個(gè)圓環(huán)并相應(yīng)放置電刷電刷的另一端連接發(fā)電機(jī)的輸出電線電纜，在絕緣圓筒內(nèi)引線一直通到地面的變電所。圖41剎車裝置裝配圖Fig 41 brake assembly剎車機(jī)構(gòu)常用于安全系統(tǒng)，用在靜止或正常運(yùn)行時(shí)，剎車裝置一般有三種剎車方式：1）、電磁剎車（電動(dòng)式）；2）、機(jī)械剎車；3）、混合式剎車。4）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小。主要特點(diǎn)：1）體積小、重量輕。因回轉(zhuǎn)軸固定在塔架上當(dāng)風(fēng)向改變對(duì)風(fēng)時(shí)套筒上方連接的所有部件隨著套筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)銅套與套筒為過(guò)盈配合，銅套與回轉(zhuǎn)軸之間用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑所以輸電線路不會(huì)纏到一起。式中 ──六片槳葉、槳葉軸與圓盤(pán)整體自重到回轉(zhuǎn)體中心線的距離，mm；──增速箱重心到回轉(zhuǎn)體中心線的距離，mm；──托架重心到回轉(zhuǎn)體中心線的距離，mm；──發(fā)電機(jī)重心到回轉(zhuǎn)體中心線的距離，mm；──六片槳葉、槳葉軸與圓盤(pán)整體自重，kg；──增速箱重量，kg；──托架重量，kg；──發(fā)電機(jī)重量，kg；──圓盤(pán)背面受風(fēng)施加給回轉(zhuǎn)體的彎矩，N；──合成彎矩。A當(dāng)滾輪中心到槳葉軸中心距離=30mm時(shí) (317)式中 ── 六片槳葉對(duì)彈簧的作用力，N；　── 彈簧最小工作載荷，N；當(dāng)風(fēng)力為8級(jí)風(fēng)時(shí)V＝16m/s；此時(shí)槳葉軸所受轉(zhuǎn)矩如下： (318) (319) (320) (321)式中 ── 彈簧最大工作載荷h ── 工作行程　mm h==52mm圖38槳葉復(fù)位局部構(gòu)造圖Fig3 8 blades reduction of local structure plans彈簧最大工作載荷　　 =1489（N）工作行程　 ==52mm； (321)彈簧類別　　 圓柱螺旋壓縮彈簧端部結(jié)構(gòu)　　 端部并緊、磨平，支承圈為1圈彈簧材料　　 碳素彈簧鋼絲C級(jí)　初算彈簧剛度　　　　 (322)工作極限載荷　 因是Ⅲ類載荷；　＝ 查表選＝1504N表32 彈簧材料直徑d及彈簧中徑D與有關(guān)參數(shù)Tab 3 2 Spring material and diameter d spring diameter D and the parametersdD880150479有效圈數(shù)n　　　　 ，查表取標(biāo)準(zhǔn)值n＝ (323)總?cè)?shù)＝n+2= (324)彈簧剛度 N/mm (325)工作極限載荷下的變形量 mm (326)節(jié)距t mm (327)自由高度＝nt+=+=188 mm (328)彈簧外徑 ＝D+d=80+8=88 mm (329)彈簧內(nèi)徑＝Dd=80－8＝72 mm (330)螺旋角＝ (331)展開(kāi)長(zhǎng)度L mm (332)最小載荷時(shí)高度 mm (333)最大載荷時(shí)的高度 mm (334)極限載荷時(shí)的高度= mm (335)實(shí)際工作行程hh==122－71=51177。槳葉軸扭矩計(jì)算： (311)式中 F──槳葉偏心面積所受風(fēng)的吹力，N。2）是用管子作為葉片的受力粱。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到8級(jí)風(fēng)時(shí)其夾角為0度，此時(shí)槳葉不受力風(fēng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。槳葉的軸采用偏心放置，這樣可在風(fēng)力過(guò)強(qiáng)時(shí)便于調(diào)速。圓盤(pán)作用在中心軸上的力 (35)式中 V ── 圓盤(pán)體積，；── 圓盤(pán)質(zhì)量，kg；F ── 圓盤(pán)自重施加在中心軸上的力，N。 額定轉(zhuǎn)速n=50r/min。齒輪傳動(dòng)不僅降低了風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率和產(chǎn)生噪聲，也是造成系統(tǒng)機(jī)械故障的主要原因，而且為了減少機(jī)械磨損還需要潤(rùn)滑清洗等定期維護(hù)。根據(jù)風(fēng)速的變化，實(shí)現(xiàn)恒頻控制。這種機(jī)型比較普遍，各大風(fēng)力發(fā)電制造商如Vestas、NEG Micon、Nordex都有此類產(chǎn)品。大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的典型配置如圖所示，箭頭為功率流動(dòng)方向。超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)SMES（Supercon Ducting Magnetic Energy Storage Systems）代表了柔性交流輸電的新技術(shù)方向，能吸收或者放出有功和無(wú)功功率，來(lái)快速響應(yīng)電力系統(tǒng)需要。在風(fēng)能占較大比例的電網(wǎng)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的突然解列，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的不穩(wěn)定。由于變轉(zhuǎn)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用的是電力電子裝置，當(dāng)它將電能輸送給電網(wǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變化的電力諧波，并使功率因素惡化。在本設(shè)計(jì)中把尾舵取消增加槳葉軸與圓盤(pán)角度到7176。風(fēng)向變化時(shí)，機(jī)身上受三個(gè)扭力矩作用，機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力矩，斜向風(fēng)作用于主軸上的扭力矩,尾舵輪扭力矩。這種裝置就是風(fēng)輪機(jī)迎風(fēng)裝置。3）混合調(diào)節(jié) 這種調(diào)節(jié)方式是前兩種功率調(diào)節(jié)方式的組合。2）變槳距角調(diào)節(jié) 變槳距角型風(fēng)力發(fā)電機(jī)能使風(fēng)輪葉片的安裝角隨風(fēng)速而變化，風(fēng)速增大時(shí)，槳距角向迎風(fēng)面積減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，相當(dāng)于增大槳距角，從而減小攻角，風(fēng)力機(jī)功率相應(yīng)增大。如果槳距角不變，隨著風(fēng)速增加，攻角相應(yīng)增大，開(kāi)始升力會(huì)增大，到一定攻角后，尾緣氣流分離區(qū)增大，形成大的渦流，上下翼面壓力差減小，升力迅速減少，造成葉片失速（與飛機(jī)的機(jī)翼失速機(jī)理一樣），自動(dòng)限制了功率的增加。這樣也同時(shí)限制了槳葉承受的負(fù)荷和整個(gè)風(fēng)力機(jī)受到的沖擊，從而保證風(fēng)力機(jī)安全不受損害。進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，使其在風(fēng)況變化時(shí)能夠相應(yīng)改變它們的型面，從而改善空氣動(dòng)力響應(yīng)和葉片受力狀況，增加可靠性和對(duì)風(fēng)能的轉(zhuǎn)化量。設(shè)計(jì)中占主導(dǎo)的風(fēng)速，如果在實(shí)際中這一風(fēng)速不能得到充分利用，產(chǎn)生損失也就說(shuō)明設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，也就是風(fēng)力機(jī)葉型設(shè)計(jì)有問(wèn)題，這也是風(fēng)力機(jī)的動(dòng)力研究的本質(zhì)。進(jìn)口風(fēng)速是已知的，對(duì)求導(dǎo)，并令為零，求得風(fēng)能利用系數(shù)為極大值時(shí)的輪后風(fēng)速 (214)通過(guò)式213求得風(fēng)能利用系數(shù)的極大值為 = (215)由式210得出最大理想可能利用的風(fēng)能為 (216)理想風(fēng)輪機(jī)的能量密度 (217)　風(fēng)輪機(jī)基本參數(shù)風(fēng)能指空氣運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，一般用單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的能量即風(fēng)能密度來(lái)衡量風(fēng)能的大小。見(jiàn)表22。風(fēng)的變化是隨機(jī)的，任一地點(diǎn)的風(fēng)向、風(fēng)速和持續(xù)的時(shí)間是變化的，為定量地衡量風(fēng)力資源，通常用風(fēng)能玫瑰圖來(lái)表示。風(fēng)場(chǎng)的實(shí)際風(fēng)速是隨時(shí)間不斷變化的量，因此風(fēng)速一般用瞬時(shí)風(fēng)速和平均風(fēng)速來(lái)描述。按轉(zhuǎn)子相對(duì)于風(fēng)向的位置，可分為上風(fēng)式與下風(fēng)式。全球風(fēng)能資源極為豐富，據(jù)世界氣象組織估計(jì)，地球上近地層的風(fēng)能總量約為可利用的風(fēng)能至少為，約為地球上可利用水能總量的10倍。2）結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析是風(fēng)力機(jī)向更大、更柔和結(jié)構(gòu)更優(yōu)方向發(fā)展的關(guān)鍵。而且，風(fēng)力機(jī)具有不同于通常機(jī)械系統(tǒng)的特性：動(dòng)力源是具有很強(qiáng)隨機(jī)性和不連續(xù)性的自然風(fēng)，葉片經(jīng)常運(yùn)行在失速工況，傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力輸入異常不規(guī)則，疲勞負(fù)載高于通常旋轉(zhuǎn)機(jī)械幾十倍。除了風(fēng)速外，葉輪直徑?jīng)Q定了可攝取風(fēng)能的多少，約與葉輪直徑平方成正比，以目前商業(yè)化的中、大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，容量600kW的機(jī)組其葉輪直徑約45m左右，1000kW的機(jī)組葉輪直徑約55m左右，2000kW的機(jī)組葉輪直徑則約75m左右，依生產(chǎn)工藝而異。風(fēng)力發(fā)電機(jī)并不能將所有流經(jīng)的風(fēng)力能源轉(zhuǎn)換成電力，理論上最高轉(zhuǎn)換效率約為59%，實(shí)際上大多數(shù)的葉片轉(zhuǎn)換風(fēng)能效率約介于30~50%之間，經(jīng)過(guò)機(jī)電設(shè)備轉(zhuǎn)換成電力能后的總輸出效率則約介于20~45%。s installed capacity of wind power development (unit : 10,000 KW)裝機(jī)容量199920002001200220032004當(dāng)年新增累計(jì)容量累計(jì)容量 風(fēng)力發(fā)電的原理和需要解決的問(wèn)題風(fēng)力發(fā)電依靠空氣的流動(dòng)也就是風(fēng)來(lái)推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片而發(fā)電，風(fēng)的形成則是源于地球本身的自轉(zhuǎn)以及區(qū)域性的太陽(yáng)輻射熱吸收不均勻而引起空氣的循環(huán)流動(dòng)，小規(guī)模者如海路風(fēng)、山谷風(fēng)，大規(guī)模者如東北季風(fēng)或臺(tái)風(fēng)。我國(guó)開(kāi)發(fā)、研制、生產(chǎn)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單位共47家，年生產(chǎn)能力超過(guò)了4萬(wàn)臺(tái)。同時(shí)，針對(duì)風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力環(huán)境，風(fēng)力機(jī)專用新翼型也得到廣泛應(yīng)用，大大改善葉片的氣動(dòng)性能。2）變速恒頻機(jī)組將成為主流機(jī)型目前，世界各地風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，絕大多數(shù)為恒速運(yùn)行機(jī)組。