风力发电机组发电原理ppt课件.ppt

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1、风力发电原理赵胜利编2012年5月目录总体介绍总体介绍50/750风力发电机组是定桨矩失速控制，额定功率750kW三叶片上风向叶轮直径50m总体介绍设计额定功率750kW启动风速4.0m/s额定风速15m/s切出风速25.0m/s最大设计风速70m/s总体介绍叶轮直径50m叶片数量3转数21r/min齿轮箱型式一级行星，一级圆柱齿轮传动比i=67.6总体介绍发电机额定功率750型式4极异步发电机额定电压690V防护等级IP54总体介绍总体介绍叶轮相关知识风力发电气动工作原理风力机由风轮系统、传动系统、电气系统、控制系统、塔架系统等组成，其中风轮是关键部件。风轮叶片在

2、风的作用下产生空气动力使风轮旋转，将风的动能转换成机械能，在通过风力传动系统和电气系统将机械能转换成电能，因此风机的空气动力学问题主要是风轮叶片的空气动力学问题。风轮的几何参数（1）风轮直径风轮的直径是指风轮旋转时风轮外圆直径，用D表示叶轮相关知识（2）风轮面积风轮面积是指风轮扫掠面积（3）风机锥角风轮锥角是叶片与旋转轴垂直的平面的夹角，锥角的作用是在风轮运行状态下，减少离心力引起的叶片弯曲应力或防止叶片稍部与塔架碰撞（4）风轮仰角风轮仰角是风轮旋转轴与水平面的夹角，仰角的作用是防止叶片稍部与塔架碰撞。叶轮相关知识叶轮相关知识叶片翼型几何参数叶片主要有一下几个几何参

3、数（1）前缘翼型中弧线的最前点称为翼型前缘（2）后缘翼型中弧线的最后称为翼型后缘（3）弦线翼型前缘点和后缘的连线称为弦线，其长度称为弦长（4）中弧线叶轮相关知识垂直与弦线度量的上、下表面间距离中点连线称为中弧线（5）厚度垂直于弦线度量的上、下表面间的距离称为翼型厚度。最大厚度与弦长的比值称为翼型相对厚度（6）弯度中弧线到弦线的最大垂直距离称为翼型弯度，弯度与弦长的比值称为相对弯度（7）后缘厚度尾缘点处上下表面间的距离称为后缘厚度。叶轮相关知识叶轮相关知识叶片的受力作用在风力机叶轮上的气动力可用叶素理论来解释。叶素理论的基本出发点是将叶片延展向分成许多微段，称这些微段

4、为叶素。假设在每个叶素上的流动相互之间没有干扰，即叶素可以看成是二维翼型。叶轮相关知识叶轮相关知识当一个叶素在流场中流动时，环绕该叶素产生一个压力分布，该压力分布与攻角有关（攻角就是弦线和风向的夹角。叶素的上表面，是负压力；下表面是正压力，由于压力分布在叶素上而产生的载荷，可用2个力（即升力和阻力）和一个力矩（俯仰力矩）表示。环绕叶素的升力L垂直于风向V；阻力平行于风向与升力垂直，力矩M称为俯仰力矩，力矩是相对于一个特定点来说的，通常在弦长的0.25处。将作用在每个叶素上的力矩沿展向积分，就可以求得力矩在风轮上的力和力矩叶轮相关知识将由长度为dr叶素上的阻力和升力合

5、成的空气动力dFa分解为法向力dFn和切向力dFt，正是由于此切向力Ft的存在，形成了扭矩M才使得叶片旋转，并进行风能捕捉，然后将捕捉到的能量转化为电能叶轮相关知识风知识讲解叶轮相关知识能量计算由流体力学可知，气流的动能为：其中m----气体质量v----气体速度设单位时间内流过截面积的为S的气体体积为V则叶轮相关知识叶尖正常运行状态下：叶尖与叶片联为一体在过速状态下：离心力通过钢丝绳使液压缸上压力增加，当压力超过高定值时，系统发出信号停机。当压力超过防爆腊的设定值时，防爆膜冲开，系统泄压，叶尖闸动作停机。齿轮箱相关知识重齿S50/750kwFL800A齿箱采用一级

6、行星两级平行轴齿轮箱传动内齿圈固定，3行星轮Z3自转加公转。太阳轮Z2转速低，载荷大。NGW传动，i=1+Z4/Z2=1+99/21=5.714南高齿S50/750kwFDG-00R1一级行星两级平行轴齿轮箱传动内齿圈固定，3行星轮Z3自转加公转。太阳轮Z2转速低，载荷大。NGW传动，i=1+Z4/Z2=1+91/23=4.957齿轮箱相关知识齿轮箱齿轮箱相关知识齿轮箱齿轮箱相关知识齿轮箱齿轮箱相关知识齿轮油泵齿轮油泵为一个外部自吸式摆线转子泵，由一个电机驱动。当循环油路压力超过规定范围时，一个集成旁路系统可以保护电机防止过载。压力控制阀在压力超过10bar时打开，

7、将吸出的油直接送回油箱。齿轮箱相关知识中压微粒滤清器带有旁通阀的中压微粒滤清器串联在循环润滑油路系统中，确保持续过滤齿轮油。利用20μm的滤清器，使齿轮箱内循环的润滑油始终保持清洁，有效地使所有接触转动的部件不致因润滑油中的杂质受到损坏。当滤清器进油口和出油口之间的压力差达到3bar时，滤清器上的污染发讯器发出信号，同时污染发讯器上也有灯光显示，此时应及时更换滤蕊，如果更换滤蕊不及时，滤油器进出口压差达到4.5bar时，滤油器旁通阀将会开启，此时滤油器将失去滤清作用齿轮箱相关知识油位开关齿轮箱润滑油规定油位的监测，是依靠一个安装在保护管中的磁电位置开关来完成的，