風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與制造課程設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-03 06:37本頁面
【正文】 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。為了確保在暴風(fēng)作用條件下塔架不傾倒，校核強(qiáng)度時(shí)均要按照暴風(fēng)工況考慮風(fēng)輪的氣動(dòng)推力和塔架的風(fēng)壓力。4. 塔架載荷分析作用在塔架上的載荷有以下幾類：（1） 風(fēng)輪等構(gòu)件承受的空氣動(dòng)力載荷；（2） 重力和慣性載荷：由重力、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)以及地震等引起的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷；（3） 操作載荷：在機(jī)組運(yùn)行和控制過程中產(chǎn)生的載荷。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。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)與葉片通過頻率之間。輪轂高度是從地面到風(fēng)輪掃掠面中心的高度，用Zhub表示 —塔頂平面到風(fēng)輪掃掠面中心的高度；H —塔架高度。用matlab計(jì)算得： J = 31994000 m42．風(fēng)輪載荷計(jì)算（1）軸向誘導(dǎo)因子，周向誘導(dǎo)因子則作用在風(fēng)輪上的軸向推力T可表示為：用matlab計(jì)算得： （2）作用在整個(gè)風(fēng)輪上的轉(zhuǎn)矩M可表示為：用matlab計(jì)算得：階段性總結(jié)表葉片上離心力Fc4139100NFv作用點(diǎn)距軸心距離葉片轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)壓力Fv494560N氣動(dòng)力矩Mb195330轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J31994000慣性力矩Mk191680000風(fēng)輪軸向推力T663860風(fēng)輪上轉(zhuǎn)矩M3018600五．塔架設(shè)計(jì)1．塔架高度塔架高度參數(shù)的選擇與地形和地貌有關(guān)，陸地和海上風(fēng)機(jī)組會(huì)有所不同，陸地地表相對(duì)粗糙，風(fēng)速隨高度變化緩慢，需要高的塔架，相反海平面較光滑，風(fēng)速沿高度變化梯度大。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塔筒的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。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。供電方式：超級(jí)電容供電發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速：永磁電動(dòng)機(jī)1500r/min，電機(jī)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(dòng)方式：齒形帶傳動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖見圖 9圖9 變槳機(jī)構(gòu)結(jié)四．風(fēng)機(jī)載荷計(jì)算1．葉片載荷計(jì)算（1） 作用在葉片上的離心力Fc葉片繞風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，有離心力作用在葉片上。3．齒輪箱方式：行星齒輪傳動(dòng)兩級(jí)NGW；低速軸轉(zhuǎn)速： =高速軸轉(zhuǎn)速：=1500r/min傳動(dòng)比：i = 90齒輪箱效率：齒輪箱功率：4．聯(lián)軸器低速軸聯(lián)軸器功率 高速軸聯(lián)軸器功率：5．主軸低速軸角速度為：高速軸角速度為：低速軸功率為： 高速軸功率為：低速軸轉(zhuǎn)矩為：高速軸轉(zhuǎn)矩為：低速軸直徑：高速軸直徑：綜上可得。如下：（1）求利用公式（2）求軸向干擾因子利用公式 （3）求切向干擾因子利用公式 (4）求入流角利用公式（5）求葉素槳距角（6）計(jì)算葉片弦長(zhǎng)C葉片氣動(dòng)特性通過excel計(jì)算，得到葉片各個(gè)截面氣動(dòng)特性參數(shù)，如表3：表3 葉片氣動(dòng)特性參數(shù)位置(%)半徑r(m)葉尖速比λψkhφβC(修正)510152025133035403455026556065707539806859095
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