1.5mw风力发电机组动态特性计算分析

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1、毕业设计（论文）题目：1.5MW风力发电机组动态特性计算分析姓名学院机械工程学院专业机械制造及自动化指导教师职称教授2009年06月15日摘要风能是一种清洁并且可再生的能源，利用风能发电能够大量减少其它发电方式对环境的污染。风力发电机的原理是：一定速度前进的风吹在静止的风力机叶片上做功并驱动发电机发电，先通过叶轮将风能转变成机械能，在由发电机将机械能转变成电能。本文设计了一台功率为1.5兆瓦的风力发电机组，其为水平轴风力发电机，由风轮、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件组成。为了使所设计的风力发电机能够符合运行要求，本文利用瑞利法并结合振动理论的计算方法对机组进行了动态特性

2、分析，依此来了解机组在运行过程中各部件的固有频率是否满足要求。同时，结合材料力学相关知识对塔架以及叶片的静强度进行校核，以确定叶片和塔架在承受载荷时是否满足应力要求。计算结果表明机组的动态特性和静强度均符合要求。关键词：1.5MW风力发电机组；设计；动态特性分析；静强度校核AbstractWindenergyisacleanandrenewableenergysources,Theuseofwindenergytopowercanreducealargenumberofenvironmentalpollutioncomparewithotherways.Theprinciple

3、ofwindturbineis:Acertainwindspeedblowingtothestationarybladesofwindturbine-drivengeneratorsworkanddrivinggeneratortopower,throughtheimpellerintothewindmechanicalenergy,thentoelectricalenergybythegenerator.Inthispaper,apowerof1.5MWwindturbineisdesignedanditshorizontalaxiswindturbine,Composedb

4、ytheimpeller,generator,yawdevices,controlsystems,towersandothercomponents.Inordertomakewindturbinesdesignedtomeettheoperationalrequirements,thisarticlecombinestheuseofRayleighlawwiththecalculationofvibrationtheorytoanalysisthedynamicpropertiesofthewindturbine,andsotoawareifthecomponentsmeets

5、therequirementsofthenaturalfrequencieswhenthewindturbineinoperation.Atthesametime,combinedwiththeknowledgeofmechanicsofmaterialstocheckthestaticstrengthoftowerandblade,andthendetermineifthebladeandtowermeettherequirementswhenunderloading.TheresultsshowthattheDynamicCharacteristicsandStaticSt

6、rengthareinlinewiththerequirements.Keywords:1.5MWWindturbine；Design；DynamicAnalysis；Staticstrengthcheck目录前言1第一章绪论21.1风能利用与风力发电机的发展历史21.2风力发电的意义及风力发电机的未来41.3风力发电机存在的问题4第二章总体设计方案62.1风力发电机的基本原理62.1.1贝茨(Betz)理论62.1.2风力发电机叶片的概念82.2风力发电机总体结构102.3机组详细设计122.3.1叶轮设计122.3.2发电机选型192.3.3塔架设计202.3.4其它附属部

7、件212.3.5机组运行安全系统232.3.6对国内风资源的适应性24第三章风力发电机组动态与静强度特性分析253.1风力机动态特性分析253.1.1塔架固有频率计算253.1.3叶轮三倍频率313.2风力机静态特性分析313.2.1塔架静强度313.2.2叶片静强度32结论34参考文献35致谢36附录一英文文献37附录二英文翻译44前言风能是一种无污染、可再生的清洁能源。早在公元前200年，人类就开始利用风能了。提水、碾米、磨面及船的助航都有风能利用的记载。自第一次世界大战之后，丹麦仿造飞