風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造_課程設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2024-09-06 11:28本頁面
【正文】 計(jì)算得出： Fas4= kN ? 歐美國(guó)家塔架靜態(tài)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的一般載荷條件 風(fēng)載條件：風(fēng)速 65m/s，（ 2s，平均）風(fēng)輪停轉(zhuǎn)，葉片順槳，風(fēng)向沿機(jī)艙橫向作用在塔架上。 ? 其它載荷：諸如尾跡載荷、沖擊載荷、覆冰載荷等。 ? 操作載荷：在機(jī)組運(yùn)行和控制過程中產(chǎn)生的載荷。其由 5 段組成，段與段之間靠法蘭連接，底最大直徑部為 6m,頂部最小直徑為 4m，筒體壁厚由最底部的 30mm過渡到頂部的 12mm， 塔筒的總質(zhì)量 約 180 噸。 m . 風(fēng)輪載荷計(jì)算 ? 作用在整個(gè)風(fēng)輪上軸向推力： ? 作用在整個(gè)風(fēng)輪上的轉(zhuǎn)矩可表示為： 式中 ， k軸向誘導(dǎo)因子 h是切向誘導(dǎo)因子 a尾流旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸向誘導(dǎo)因子 a = (1k)/2 b尾流旋轉(zhuǎn)時(shí)的周向誘導(dǎo)因子 b = (h1)/2 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 用 matlab 計(jì)算得出： T = M =時(shí) ak最大 柯氏角加速度 ： ? 陀螺力矩 Mk = I =90176。 圖 10 電動(dòng)變距機(jī)構(gòu) . 風(fēng)電機(jī)組的布局 本設(shè)計(jì)風(fēng)電機(jī)組為雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，現(xiàn)在其總體布置多為一字型結(jié)構(gòu)，一般為圖 11 所示的偏置一字型布置 圖 11 風(fēng)電機(jī)組總體布置 圖 12 風(fēng)電機(jī)組整體外觀圖 圖 13 機(jī)艙示意圖 圖 14 機(jī)艙主要零部件名稱 . 主要部件的載荷 . 葉片載荷計(jì)算 ? 作用在葉片上的離心力 Fc： 式中， r0 葉片起始處的旋轉(zhuǎn)半徑 ,約為 R 的 1/20，為 葉片的密度，本設(shè)計(jì)為 530 kg/m3 風(fēng)輪 角速度 ， Ar—葉素處葉片截面積， Ar = Cdr 用 matlab 計(jì)算得出： Fc = 55216kN ? 作用在葉片上的風(fēng)壓力 Fv ? 葉輪 靜止 時(shí)的 風(fēng)壓力： 式中， ρ 空氣密度，為 kg/m3 v額定風(fēng)速，為 C葉素的弦長(zhǎng) Cd阻力系數(shù) 用 matlab 計(jì)算得出： Fv1 = ? 葉輪靜止時(shí) 作用點(diǎn)距風(fēng)輪軸距離 : 用 matlab 計(jì)算得出： rm1 = ? 葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的風(fēng)壓力： 式中 ， I安裝角 Cl升力系數(shù) Cd阻力系數(shù) 用 matlab 計(jì)算得出： Fv2 = ? 葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 作用點(diǎn)距風(fēng)輪軸距離 式中 ， I入流角 φ l葉素處的弦長(zhǎng) ，即為 C r葉素半徑 用 matlab 計(jì)算得出： rm2 = ? 作用在 葉片上的氣動(dòng)力矩 Mb 用 matlab 計(jì)算得出： Mb = /s，并裝上變槳圈數(shù)計(jì)數(shù)器裝置； ? 確保變槳在斷電時(shí)的正常工作，采用可充電蓄電池； ? 選擇液壓剎車鉗形式保證變槳?jiǎng)x車時(shí)的穩(wěn)定 ，制動(dòng)過程 15176。 /s， 保證偏航液壓系統(tǒng)正常工作是不能漏油；安裝偏航計(jì)數(shù)器。 . 齒輪箱 圖 8 齒輪箱結(jié)構(gòu) 傳動(dòng)形式： 齒輪箱選用 2 級(jí)行星輪 +1 級(jí)平行軸齒輪 齒輪箱效率： η = 傳動(dòng)比： 低速軸轉(zhuǎn)速： 17 r/min 高速軸轉(zhuǎn)速： 1500 r/min 齒輪箱功率： 考慮到齒輪箱的效率，近似計(jì)算齒輪箱功率 . 聯(lián)軸器 低速軸聯(lián)軸器功率： 高速軸聯(lián)軸器功率： . 變流器 由于采用的是雙饋式發(fā)電機(jī)組，所以只需要確定和轉(zhuǎn)子連接的變流器功率，對(duì)于雙饋機(jī)組，變流器功率一般取機(jī)組額定功率的 1/3—1/2， 考慮到機(jī)組的可靠性，此處去變流器功率為額定功率的 1/2,變流器額定功率為 1500kw。 . 葉片氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 在葉片處選取 10 段截面， 將葉片分為 10個(gè)葉素，每個(gè)葉素間隔 ,分別在 10%，20%， 30%， 40%， 50%， 60%， 70%， 80%， 90%， 100%半徑處， 根據(jù)下式求各葉素的葉尖速比 λ。如果確定了風(fēng)電機(jī)組的切入風(fēng)速、切出風(fēng)速和額定風(fēng)速，可以用下式計(jì)算輸出功率 Pw， Pw = 其中， к 為威布爾分布形狀參數(shù)， 1к 3，此出取 к =2 風(fēng)能利用系數(shù) Cp 計(jì)算公式如下， 推力 系數(shù) CT 計(jì)算公式如下， 在 excel中利用以上計(jì)算公式進(jìn)行函數(shù)運(yùn)算，可得出 下列參數(shù)數(shù)值 ，如表 2 所示 風(fēng)速v ( m / s ) 額定功率P r ( k w ) 輸出功率P w ( k w ) 風(fēng)能利用系數(shù)C p 軸向誘導(dǎo)因子a 推力系數(shù)C T3 3000 4 3000 5 3000 6 3000
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