風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與制造課程設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-06 06:37本頁(yè)面
【正文】 100525. 葉片根部載荷計(jì)算與材料選擇葉片根部處理方式：距葉根0 ~ 5m處制作成直徑為3m的圓柱結(jié)構(gòu)處理，且根部采用金屬法蘭連接。葉片每個(gè)截面的升力系數(shù)相同，為Cl=。 根據(jù)下式求各葉素的葉尖速比。2. 計(jì)算各剖面的葉尖速比將葉片分為20個(gè)葉素，其中5%半徑處葉片是筒狀，10%60%半徑處采用鈍后緣葉片，65%100%半徑處 采用通用風(fēng)電機(jī)組葉片翼型。級(jí)，統(tǒng)稱為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。表示較低湍流特性級(jí)；除表基本參數(shù)外，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)中，還需要某些更重要的參數(shù)來(lái)規(guī)定外部條件。15風(fēng)速為15m/sB為10minWTGS等級(jí)IIIIIIS50設(shè)計(jì)值由設(shè)計(jì)者選定 ABC表2 風(fēng)機(jī)等級(jí)規(guī)范表注：表中數(shù)據(jù)為輪轂高度處值，其中：A功率控制方式、制動(dòng)系統(tǒng)形式功率控制方式選擇主動(dòng)變槳距控制；制動(dòng)系統(tǒng)形式為第一制動(dòng)采用氣動(dòng)剎車(chē)，第二制動(dòng)采用高速軸機(jī)械剎車(chē)?；鞠讼到y(tǒng)的周期載荷，輸出較穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩；l 能提供較佳的效率；l 更加美觀；l 噪聲較小；l 輪轂較簡(jiǎn)單等。選擇風(fēng)輪葉片數(shù)時(shí)考慮風(fēng)電機(jī)組性能和載荷、風(fēng)輪和傳動(dòng)成本、風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)噪聲及景觀影響等因素。由以上公式，使用excel計(jì)算出不同風(fēng)速對(duì)應(yīng)的功率值,見(jiàn)表1表1 風(fēng)速功率關(guān)系風(fēng)速（m/s）34567891011功率（w）547441297632534444379526954521038109147809020275582698680風(fēng)速（m/s）121314151617181920功率（w）350000035000003500000350000035000003500000350000035000003500000風(fēng)速（m/s）2122232425功率（w）35000003500000350000035000003500000將得到的數(shù)據(jù)對(duì)繪制成靜態(tài)風(fēng)功率曲線，如圖一 圖1 P—v靜態(tài)功率曲線5. 風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪葉尖速比一般在6至8之間，不同攻角下的風(fēng)能利用系數(shù)隨葉尖速比的變化曲線即CP曲線如圖2。對(duì)功率曲線的繪制, 主要在于對(duì)風(fēng)速模型的處理。由于風(fēng)速的這種特性, 可以把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率隨風(fēng)速的變化用如下的模型來(lái)表示： ——在真實(shí)湍流風(fēng)作用下每一時(shí)刻產(chǎn)生的功率, 它由t時(shí)刻的V(t)決定。2. 切出風(fēng)速、切入風(fēng)速、額定風(fēng)速切入風(fēng)速 取 Vin = 3m/s切出風(fēng)速 取 Vout = 25m/s額定風(fēng)速 Vr = 12m/s（對(duì)于一般變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（）,Vr==≈12m/s）3. 重要幾何尺寸(1) 風(fēng)輪直徑和掃掠面積 由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率得葉片直徑： 其中：Pr——風(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定輸出功率，；——空氣密度（一般取標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)），；Vr——額定風(fēng)速，取12m/s；D——風(fēng)輪直徑；——傳動(dòng)系統(tǒng)效率，；——發(fā)電機(jī)效率，；——變流器效率，；Cp——額定功率下風(fēng)能利用系數(shù),。一．總體參數(shù)設(shè)計(jì)總體參數(shù)是設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總體結(jié)構(gòu)和功能的基本參數(shù)，主要包括額定功率、發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、設(shè)計(jì)壽命等。1. 額定功率、設(shè)計(jì)壽命根據(jù)《設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》選定額定功率Pr =；一般風(fēng)力機(jī)組設(shè)計(jì)壽命至少為20年，這里選20年設(shè)計(jì)壽命。由直徑計(jì)算可得掃掠面積：綜上可得風(fēng)輪直徑D=104m，掃掠面積A=84824. 功率曲線自然界風(fēng)速的變化是隨機(jī)的, 符合馬爾可夫過(guò)程的特征, 下一時(shí)刻的風(fēng)速和上一時(shí)刻的結(jié)果沒(méi)什么可預(yù)測(cè)的規(guī)律?！诮o定時(shí)間段內(nèi)V(t)的平均值所對(duì)應(yīng)的功率；——表示t 時(shí)刻由于風(fēng)湍流引起的功率波動(dòng)。若假定上式表示的風(fēng)模型中Pstat(t)的始終為零, 即視風(fēng)速為不隨時(shí)間變化的穩(wěn)定值, 在切入風(fēng)速到切出風(fēng)速的范圍內(nèi)按照設(shè)定的風(fēng)速步長(zhǎng), 得到對(duì)應(yīng)風(fēng)速下的最佳葉尖速比和功率系數(shù),帶入式： ——傳動(dòng)系統(tǒng)效率，；——發(fā)電機(jī)效率，；——變流器效率，；——空氣密度（一般取標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)），；Vr——額定風(fēng)速，取12m/s；D——風(fēng)輪直徑；Cp——額定功率下風(fēng)能利用系數(shù),。圖2 CP曲線由Cp曲線可得出 =，則風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速可由下式計(jì)算得到： 6. 葉片數(shù) 現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)度比較小，一般需要13個(gè)葉片。3葉片較2葉片風(fēng)輪有如
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