【正文】 轉(zhuǎn)體危險軸頸的大小1）為回轉(zhuǎn)體， 由于回轉(zhuǎn)體位于整體裝置的重心偏后200mm處，所以槳葉、槳葉軸、圓盤、增速器和托架對回轉(zhuǎn)體會產(chǎn)生正向彎矩，發(fā)電機(jī)對回轉(zhuǎn)體產(chǎn)生負(fù)向彎矩。式中 ──六片槳葉、槳葉軸與圓盤整體自重到回轉(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；──圓盤背面受風(fēng)施加給回轉(zhuǎn)體的彎矩， N；──合成彎矩， ；圖52回轉(zhuǎn)體裝配圖Figure52 rotating assembly 結(jié)構(gòu)設(shè)計回轉(zhuǎn)體由：回轉(zhuǎn)軸底盤、加強鈑金、回轉(zhuǎn)軸軸承軸肩、回轉(zhuǎn)軸推力軸承軸段、回轉(zhuǎn)軸危險軸段、滑動軸承注油口、回轉(zhuǎn)軸軸向定位段、安裝滑環(huán)軸段、軸向定位螺母、軸向定位擋板、回轉(zhuǎn)體上聯(lián)接板、銅套、無縫鋼管、推力軸承等部分組成?；剞D(zhuǎn)軸擋板可以在安裝過程中防止回轉(zhuǎn)軸脫落下滑，回轉(zhuǎn)軸中心鉆出的通孔此處為發(fā)電機(jī)輸電線路。6風(fēng)力發(fā)電機(jī)的其他元件的設(shè)計　剎車裝置的設(shè)計由于機(jī)械維修以及意外情況的發(fā)生需要對風(fēng)輪機(jī)進(jìn)行剎車，所我們在增速器高速軸側(cè)加裝一輪轂并在輪轂外安置剎車裝置通過拉拽鋼絲繩帶動剎車帶使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降低直至停止。圖61剎車裝置裝配圖Figure 61 brake assembly剎車機(jī)構(gòu)常用于安全系統(tǒng)，用在靜止或正常運行時，剎車裝置一般有三種剎車方式：1）、電磁剎車（電動式）；2）、機(jī)械剎車；3）、混合式剎車。本設(shè)計中的剎車裝置主要由：1）彈簧筒聯(lián)接頭、2）彈簧筒聯(lián)接板、3）彈簧筒、4）復(fù)位彈簧、5）彈簧套筒蓋等零件組成?；h(huán)是在一絕緣圓筒外壁鑲嵌三到四個圓環(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。它分兩層上層為支撐輪盤、主軸、增速器、剎車裝置和發(fā)電機(jī)?；喗M件是把剎車裝置的鋼絲繩纏繞在滑輪上改變其方向令鋼絲繩與托板不能接觸。從現(xiàn)在開始，大力開展風(fēng)力發(fā)電事業(yè)，我國未來的風(fēng)力發(fā)電的前景是很有希望的，雖然國外的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已比較成熟，但我們應(yīng)大力開展自主研發(fā)。通過對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使它基本實現(xiàn)了風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。在槳葉軸的設(shè)計中，考慮了多種因素及極限風(fēng)速對其的影響，因此槳葉軸的設(shè)計浪費可能較大，對主軸以及回轉(zhuǎn)體會產(chǎn)生的一定的影響，在今后的實際設(shè)計應(yīng)用中應(yīng)加以注意和考慮。剎車裝置的設(shè)計考慮結(jié)構(gòu)簡單起見，未進(jìn)行自動化設(shè)計，在實際生產(chǎn)中，考慮人工因素，應(yīng)設(shè)計成可通過電力自動剎車?；叵胝撐膶懽鞯娜杖找挂?，心中充滿了無限的感激之情。而且對我設(shè)計中的錯誤進(jìn)行細(xì)心的指出和修改，耐心的為我講解工作原理，在百忙之中修改我的設(shè)計初稿，在這里再次的感謝您！本設(shè)計的完成也凝聚了學(xué)長魏亮的辛勤汗水，是他無私的幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向魏亮學(xué)長表示由衷的謝意。第2版。1998[3] 成大先 .機(jī)械設(shè)計手冊 ：，4[4] 孟憲源．現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊[M]．第1版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1994，6[5] 吳治堅．新能源和可在生能源的利用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[6] 王承煦，張源．風(fēng)力發(fā)電．北京：中國電力出版社，2002，8[7] 王承煦．風(fēng)力發(fā)電實用技術(shù)[M]．北京：金盾出版社，1995[8] 徐灝．機(jī)械設(shè)計手冊（1）[M] ．第2版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2000[9] 徐灝．機(jī)械設(shè)計手冊（2）[M] ．第2版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2000[10] 徐灝．機(jī)械設(shè)計手冊（3）[M] ．第2版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2000[11] Chen JL， Hajela P．A rule based approach to optimization design modeling[J]．Computer and Structure．1989[12] Akagi S， Fujitak．Building and expert system for engineering design based on the object_ Oriented representation concept[J]．ASME Trans．J．Mech．design，1990[13] 1 Dejan Schreiber Applied Designs Turbines And New Approaches PCIMof Variable2002．3：202207附錄A 固定風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)力集成園建模系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的研究緒論抽象程度越來越高的風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中需要一項準(zhǔn)確的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定模式. 因為許多風(fēng)力發(fā)電機(jī)往往集合在一起，其中等價建模幾個風(fēng)力發(fā)電機(jī)尤為關(guān)鍵. 本文介紹的降階動態(tài)固定風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型適合暫態(tài)穩(wěn)定模擬. 該模型是使用一個模型還原技術(shù)所構(gòu)建的高階有限元模型. 然后， 用等價方式表明如何將幾個風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力合并成一個 單降階模型. 用模擬個案來說明一些獨特性能的動力系統(tǒng)，含風(fēng)力發(fā)電機(jī). 所以說，本文著重于介紹水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)用異步電機(jī)直接連到電網(wǎng)作為 系統(tǒng)的發(fā)電機(jī). 用參數(shù)計算暫態(tài)穩(wěn)定模擬系統(tǒng)，計算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模，計算風(fēng)力渦輪機(jī)造型.正文 ，大家對風(fēng)能的發(fā)展展現(xiàn)出了濃厚的興趣. 伴隨著使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的熱潮，現(xiàn)在需要對電力動態(tài)系統(tǒng)， 電力傳輸規(guī)劃的設(shè)計評估. 本文的第一個目的是提出一個準(zhǔn)確的低階動態(tài)模型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，它是 符合現(xiàn)代機(jī)電暫態(tài)模擬計算機(jī)程式的. 本文中，開發(fā)的模式著重于水平軸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)， 或風(fēng)力機(jī)直接連到同步網(wǎng)時采用異步發(fā)電機(jī). 這其中還包含許多現(xiàn)代大型發(fā)電系統(tǒng). 由于大型風(fēng)力裝置的構(gòu)建是由許多個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的， 風(fēng)力發(fā)電場的建模是一個迫切的需求. 因此， 本文的第二個目的是提供一種方法，它結(jié)合數(shù)個風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接到一個電網(wǎng)上，然后通過一個共同模式整合成一個單一的等效模型. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要分為定速或變速. 以最小單位，渦輪驅(qū)動的感應(yīng)發(fā)電機(jī)為例，它是直接連接到電網(wǎng)上的. 渦輪轉(zhuǎn)速變化很小，那是由于陡坡的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的特性所制； 因此， 它被稱為定速系統(tǒng). 還有變速裝置，發(fā)電機(jī)連接到電網(wǎng)利用電力電子變換的技術(shù)使渦輪速度受到控制，以最大限度地表現(xiàn)出來(例如，電力的控制) . 這兩種方法在風(fēng)力工業(yè)均非常普遍. 在本文中， 我們將目光集中在建模定速裝置和等效模擬幾個固定轉(zhuǎn)速風(fēng)力發(fā)電集成園. 第一種典型的風(fēng)力機(jī)械頻率是在0至10赫茲范圍； 這也是各種機(jī)電振蕩的頻率. 因此，這涉及到機(jī)械振動的風(fēng)力互動學(xué)與機(jī)電動力學(xué). 這方面的例子參見本文. 因此，為了構(gòu)建一個精確的模型，風(fēng)力發(fā)電機(jī)可用于暫態(tài)穩(wěn)定的研究. 第一種渦輪機(jī)械動力學(xué)必須能準(zhǔn)確的代表模型. 這里的風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型建出了導(dǎo)電模型，減少了一個詳細(xì)的650階有限元模型的一個典型的 橫向軸. 氣動力和機(jī)械動力的減少與非線性四階雙渦輪慣性模型相結(jié)合生成了一個標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)模型. ，因為每個渦輪暫態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)都過于繁瑣， 我們的目的是整和風(fēng)力發(fā)電園成為相當(dāng)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型的極小系統(tǒng). 我們對等價建模的風(fēng)園涉及到把所有渦輪以同樣的機(jī)械固有頻率整和成單一當(dāng)量的渦輪機(jī). 模擬結(jié)果表明，這種方法能夠提供準(zhǔn)確的結(jié)果. 二. 范例關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)建模的代表范例是關(guān)于暫態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)的，它包括在[2] [10] . 模擬結(jié)果表明，固定頻率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要集中在以下兩個主要方法. 第一種方式是把汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子作為一個單一的慣性體從而忽略系統(tǒng)的機(jī)械固有頻率 [2] [5] . 第二種方式是把渦輪葉片和樞紐之一的慣性體接上發(fā)電機(jī)加上一個彈簧 [6] [9] . 在所有這些論文中，彈簧剛度的計算是從系統(tǒng)的主要部分中提取的. 我們的研究顯示，較第一型機(jī)械頻率來說第二型才是至關(guān)重要的一個精確的模型. 有限元分析表明，第一類動力的變化主要是因為靈活的渦輪葉片不夠精確. 根據(jù)建模方法的算法，我們得知的主要事實是，小而靈活的機(jī)械部件是渦輪上的刀片. 結(jié)果[7]集中表明了幾個風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和降階風(fēng)園模型的類型和與類型相結(jié)合的方法. 但是， 作者不能解決水輪機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)相結(jié)合時采用這種方法保存的機(jī)械要求. 我們的研究結(jié)果表明:這關(guān)鍵在于有一個準(zhǔn)確的風(fēng)示范園. [10]詳細(xì)討論了降階變速渦輪機(jī)載的建模. 作者稱渦輪的機(jī)械能所代表的類型是一個單一的個體， 從動態(tài)的機(jī)電動力學(xué)分析，那是因為機(jī)械的慣性使它的變速性能產(chǎn)生堵塞. 我們分析時不考慮變速情況.[2] [10]的工作闡述著重于低階水輪機(jī)模型，. [17]是一個很好的概況和文獻(xiàn). 從高度詳細(xì)的有限元模型角度，詳細(xì)的闡述了建模方法，還較簡單的敘述了六轉(zhuǎn)五轉(zhuǎn)，. ，把所有機(jī)械和氣動渦輪機(jī)動態(tài)效果以高度詳細(xì)的用機(jī)電射程的形式表示出來. 在這個還原過程中，是以消費者的角度來分析渦輪軸驅(qū)動發(fā)電機(jī)的. 目的是為了準(zhǔn)確反映軸轉(zhuǎn)速和扭矩特性與最小模型的秩序和復(fù)雜性. 數(shù)值調(diào)查表明，機(jī)械氣動和機(jī)械效應(yīng)的一個例子所展現(xiàn)的測試系統(tǒng)實現(xiàn)了有限元建模環(huán)境. 該系統(tǒng)是一種新興的橫向風(fēng)軸機(jī)床， ， ， ，在15米/秒的風(fēng)速條件下. 汽輪機(jī)是透過一個簡單的異步發(fā)電機(jī)模型直接連接到60赫茲的機(jī)械. 它還利用ADAMS有限元軟件(來自機(jī)械動力學(xué) 公司) ，加上毫微克(即由國家可再生能源實驗室)軟件進(jìn)行模擬. 這兩個軟件一起被稱為亞當(dāng)斯. 所有參數(shù)測試系統(tǒng)的模型研制出一個現(xiàn)實的大型機(jī)器. 整個系統(tǒng)包含325個自由度，包括非常詳細(xì)地模擬動力和外部作用力. 由于機(jī)械設(shè)計中的大多數(shù)水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)極為相似， 結(jié)果使該方法的適用面廣. 研究者在用亞當(dāng)斯/分?jǐn)?shù)制進(jìn)行了研究以后，發(fā)電機(jī)軸對電路的混亂反應(yīng)進(jìn)行了分析. 1 . 從圖1 ，系統(tǒng)的反應(yīng)是一個阻尼振蕩的過程. 詳細(xì)的擬態(tài)分析表明，. 1)亞當(dāng)斯仿真結(jié)果. 現(xiàn)代風(fēng)力渦輪葉片非常大，有彈性， 而且往往顫動. 1表明，它主要包含4 ， 它通常有第一型機(jī)械自然頻率在0至10赫茲范圍內(nèi). 因為這個范圍也是典型的機(jī)電振蕩頻率范圍， . 模態(tài)的第一振蕩模式會產(chǎn)生一系列的主導(dǎo)反應(yīng). 從圖1起見，該模型的描圖可以代表兩標(biāo)準(zhǔn)單彈簧阻尼系統(tǒng)，這是基礎(chǔ)的降階模型和一個的外部分的葉片2 ) . 葉片尖端硬性連接描圖. 2 )刀環(huán) 葉片的細(xì)片(忽略質(zhì)量)作為一個單一的慣性體，輪轂，渦軸，齒輪，軸發(fā)電機(jī)，這些作者都假設(shè)葉片是一個慣性體而把模型渦輪軸作為一個彈簧體. 但是，在一個典型的系統(tǒng)中，軸上的刀片相比其他元件來說靈活得多. 我們的研究表明，第一機(jī)械模式的葉片可以與豎軸作為一個剛體. 我們的研究還表明，正確建模是研究力學(xué)的關(guān)鍵，以獲取準(zhǔn)確的瞬態(tài)仿真結(jié)果. : ， 我們假設(shè)發(fā)電機(jī)是一個標(biāo)準(zhǔn)的異步電機(jī)直接連接起來的網(wǎng)絡(luò)，這也是最常見的配置方法. ( 1 )葉片數(shù)目:有效傳動比=實際渦輪轉(zhuǎn)速/額定渦輪轉(zhuǎn)速； 電氣頻率基數(shù)； 每個葉尖惰性體:每個葉片根部惰性+慣性+慣性渦輪軸傳動力/慣性力+發(fā)電機(jī)軸轉(zhuǎn)子的慣性力； 葉片剛度，葉片阻尼，(見圖2).如果葉片放置在不破裂的正確位置，然后得到的機(jī)械模態(tài)形狀就會正確了. 研究的突破點主要在一個刀片力學(xué)性能上，可以從有限元分析或試驗的葉片得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，降階系統(tǒng)的靈敏度放置不當(dāng)?shù)耐黄泣c是很大的. 所幸的是， 最先進(jìn)的葉片或制成品設(shè)施(如在國家可再生能源實驗室的設(shè)施).（2）哪里第一模型機(jī)械研究技術(shù)領(lǐng)先，其機(jī)械的固有頻率與系統(tǒng)連接到一起的幾率就大. 例如，在( 3 )中 ，計算剛度是依靠俯仰的角度的. 這也僅限于從零度至10度的典型情況. （3）根據(jù)這一限制表明，根據(jù)實驗的支持，這是水輪機(jī)模型很小敏感性變異系統(tǒng)的準(zhǔn)確的俯仰角. 假設(shè)一個理想的轉(zhuǎn)盤來進(jìn)行風(fēng)力矩的計算.（4）在葉尖部分反映出的實際速度，加上空氣密度的影響，通過清掃面積的葉片的磨合，計算出了機(jī)組的功率系數(shù). 不幸的是，這不是一個常數(shù). 然而，大多數(shù)渦輪制成品的特性反映出同一條曲線. 曲線表示，作為功能機(jī)組的葉尖速比. 葉尖速比的定義是自由風(fēng)速度比渦輪葉片的冰山速度. ( 5 )葉片掃描半徑單元葉尖速比. 3顯示了一個典型的風(fēng)力渦輪機(jī)曲線. 我們的研究已表明，可以假設(shè)固定情況下極高的風(fēng)力條件下進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定研究. ， 實際上，渦輪軸的扭矩實際上是一個調(diào)制版. 調(diào)制是眾所周知的，而且主要是考慮由于大樓遮蔽和力學(xué)失衡的作用，在專業(yè)人員和模式上才能出現(xiàn)典型的調(diào)制頻率(注: 1人，是一種模式，每一個渦輪葉片).我們不把這些效應(yīng)考慮在內(nèi)，我們假定扭矩引起的暫時性故障比調(diào)制扭矩的多. . 在一般情況下，雙渦輪慣性模型在這里是一個相對穩(wěn)健的模式，涵蓋了許多汽輪機(jī)運行條件. 所有模型參數(shù)相對恒定，缺少敏感性的俯仰角度. 因為主要組成部分能量是短暫的，那是由于汽輪機(jī)的慣性能量的影響， 而且失速型風(fēng)力渦輪機(jī)可準(zhǔn)確模擬這種方式. 乙發(fā)電機(jī)模型中的標(biāo)準(zhǔn)做法是行之有效的建模發(fā)生器[1].標(biāo)準(zhǔn)而詳細(xì)的兩軸感應(yīng)機(jī)模型是用來代表異步發(fā)電機(jī)[1]( 6A )可知，凡是暫態(tài)開路的時間常數(shù)，滑移速度，都是同步的電抗， 并在D軸和Q軸的每單位定子電流中. 轉(zhuǎn)矩的計算是從( 6B )及定子電流的計算中得到的，是通過( 6C )款的發(fā)電機(jī)模型參數(shù) ( 6 )計算出(第562 ) ( 106 ) ( 7C )的相關(guān)參數(shù).，因為每個渦輪暫態(tài)穩(wěn)定，. ，我們的做法是: 因為輪機(jī)都離不開一個共同的系統(tǒng)，每個渦輪也受到了同樣的干擾力矩. 因