风力发电机组设计与制造_课程设计(编辑修改稿)

风力发电机组设计与制造_课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

时阻力系数为 ， 且 拥有较大的升阻比。 因此取最佳攻角α = 9176。 . 叶片气动优化设计 在叶片处选取 10 段截面， 将叶片分为 10个叶素，每个叶素间隔 ,分别在 10%，20%， 30%， 40%， 50%， 60%， 70%， 80%， 90%， 100%半径处， 根据下式求各叶素的叶尖速比 λ。 叶素位置和叶尖速比数值见表 4 叶素位置/ % 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100λ 0 λ 表 4 不同叶素位置叶尖速比数值 计算各刨面弦长公式如下 求 利用公式 ： 求轴向干扰因子 k 利用公式 ： 求切向干扰因子 h 利用公式 ： 求入流角 利用公式 ： 求叶素桨距角 ： 计算叶片弦长 C： 通过 excel或 matlab 计算出各 截面处的参数，见下表 叶素位置 半径r λ ψ k h φ β C ( 修正后)10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 47 表 5 各截面参数 . 主要部件 的 功率 . 发电机 发电机类型： 双馈异步变速恒频发电机 额定功率： 额定转速： 发 电机功率与风力发电机的额定功率相等，即为 1500kW，发电机的极对数选 2 对，则可计算出发电机的额定转速为 nG = 1500r/min。 . 齿轮箱 图 8 齿轮箱结构 传动形式： 齿轮箱选用 2 级行星轮 +1 级平行轴齿轮 齿轮箱效率： η = 传动比： 低速轴转速： 17 r/min 高速轴转速： 1500 r/min 齿轮箱功率： 考虑到齿轮箱的效率，近似计算齿轮箱功率 . 联轴器 低速轴联轴器功率： 高速轴联轴器功率： . 变流器 由于采用的是双馈式发电机组，所以只需要确定和转子连接的变流器功率，对于双馈机组，变流器功率一般取机组额定功率的 1/3—1/2， 考虑到机组的可靠性，此处去变流器功率为额定功率的 1/2,变流器额定功率为 1500kw。 . 偏航 执行机构 偏航形式选择：采用变桨电机机械变桨，并采用外齿偏航轴 承形式 偏航驱动装置设计：包括驱动电机、减速器、传动齿轮、齿轮间隙调整机构  驱动电机功率：一般由 最大偏航扭矩确定 ， 本设计 采用四台 3kW 偏航电机  驱动装置减速器结构形式：采用行星减速器  传动齿轮结构形式：采用渐开线圆柱齿轮 偏航技术要求：要求有解缆保护装置；大型风力发电机组偏航转速不可过高，对于此机组，设计偏航转速为 ω = 176。 /s， 保证偏航液压系统正常工作是不能漏油；安装偏航计数器。 图 9 偏航 执行机构 . 变桨距 执行机构 变桨形式选择：采用变桨电机机械变桨，并采用内齿变桨轴承形式 变桨驱动装置设计 ：包括驱动电机、减速器、传动齿轮、齿轮间隙调整机构  驱动电机功率选择： P 偏航电机 = 5kw  驱动装置减速器结构形式：采用行星减速器  传动齿轮结构形式：采用渐开线圆柱齿轮 变桨性能设计要求：  保证变桨速度 1176。 /s，并装上变桨圈数计数器装置；  确保变桨在断电时的正常工作，采用可充电蓄电池；  选择液压刹车钳形式保证变桨刹车时的稳定 ，制动过程 15176。 /s。 图 10 电动变距机构 . 风电机组的布局 本设计风电机组为双馈型风力发电机组，现在其总体布置多为一字型结构，一般为图 11 所示的偏置一字型布置 图 11 风电机组总体布置 图 12 风电机组整体外观图 图 13 机舱示意图 图 14 机舱主要零部件名称 . 主要部件的载荷 . 叶片载荷计算  作用在叶片上的离心力 Fc： 式中， r0 叶片起始处的旋转半径 ,约为 R 的 1/20，为 叶片的密度，本设计为 530 kg/m3 风轮 角速度 ， Ar—叶素处叶片截面积， Ar = Cdr 用 matlab 计算得出： Fc = 55216kN  作用在叶片上的风压力 Fv  叶轮 静止 时的 风压力： 式中， ρ 空气密度，为 kg/m3 v额定风速，为 C叶素的弦长 Cd阻力系数 用 mat。