风力发电机组设计与制造课程设计

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1、课程设计(综合实验)报告(2012–2013年度第二学期)名称：风力发电机组设计与制造题目：风电机组总体技术设计院系：可再生能源学院班级：风能1002班学号：1101540209学生姓名：刘凤魁指导教师：田德、王永设计周数：19周-20周成绩：日期：2013年7月10日目录课程设计任务书1第一章风电机组整体参数设计51.1额定功率51.2设计寿命51.3切出风速、切入风速、额定风速51.4发电机额定转速和转速范围51.5重要几何尺寸61.5.1风轮直径和扫掠面积61.5.2轮毂高度71.6叶片数71.7风轮转速81.8功率曲线、Cp曲线、Ct

2、曲线、攻角ɑ81.9功率控制方式141.10制动系统形式141.11风力机等级14第二章风电机组气动特性初步计算142.1叶片的设计理论142.1.1动量理论142.1.2叶素理论152.2叶片设计16第三章机组及部件载荷计算183.1叶片载荷计算183.1.1作用在叶片上的离心力FC183.1.2作用在叶片上的风压力FV193.1.3作用在叶片上的气动力矩Mb193.1.4作用在叶片上的陀螺力矩MK193.2风轮轮毂的载荷计算203.3主轴载荷计算203.5塔架载荷计算213.5.1暴风工况的风轮气动推力计算213.5.2欧美国家塔架静态强

3、度设计的一般载荷条件223.5.3确定塔架设计载荷的要求233.6联轴器载荷计算23第四章主要部件技术参数234.1齿轮箱234.2发电机244.3变流器244.4联轴器254.5偏航执行机构254.6变桨距执行机构264.7塔架根部截面应力计算26风力机总体布局图：28参考文献：28风力发电机组设计与制造课程设计课程设计任务书一、设计内容风电机组总体技术设计二、目的与任务主要目的：1.以大型水平轴风力机为研究对象，掌握系统的总体设计方法；2.熟悉相关的工程设计软件；3.掌握科研报告的撰写方法。主要任务：每位同学独立完成风电机组总体技术设计，

4、包括：1.确定风电机组的总体技术参数；2.关键零部件（齿轮箱、发电机和变流器）技术参数；3.计算关键零部件（叶片、风轮、主轴、连轴器和塔架等）载荷和技术参数；4.完成叶片设计任务；5.确定塔架的设计方案。6.每人撰写一份课程设计报告。三、主要内容每人选择功率范围在1.5MW至6MW之间的风电机组进行设计。1）原始参数：风力机的安装场地50米高度年平均风速为7.0m/s，60米高度年平均风速为7.3m/s，70米高度年平均风速为7.6m/s，当地历史最大风速为49m/s，用户希望安装1.5MW至6MW之间的风力机。采用63418翼型，63418

5、翼型的升力系数、阻力系数数据如表1所示。空气密度设定为1.225kg/m3。2）设计内容（1）本参数包括叶片数、风轮直径、额定风速、切入风速、切出风速、功率控制方式、传动系统、电气系统、制动系统形式和塔架高度等，根据标准确定风力机等级；（2）关键部件气动载荷的计算。设定几种风轮的Cp曲线和Ct第28页风力发电机组设计与制造课程设计曲线，计算几种关键零部件的载荷（叶片载荷、风轮载荷、主轴载荷、连轴器载荷和塔架载荷等）；根据载荷和功率确定所选定机型主要部件的技术参数（齿轮箱、发电机、变流器、连轴器、偏航和变桨距电机等）和型式。以上内容建议用计算机

6、编程实现，确定整机和各部件（系统）的主要技术参数。（3）塔架根部截面应力计算。计算暴风工况下风轮的气动推力，参考风电机组的整体设计参数，计算塔架根部截面的应力。最后提交有关的分析计算报告。四、进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1风电机组整体参数设计2.5天2风电机组气动特性初步计算2天3机组及部件载荷计算2天4齿轮箱、发电机、变流器技术参数1.5天4塔架根部截面应力计算1天5报告撰写1.5天6课程设计答辩1.5天五、设计（实验）成果要求1．提供设计的风电机组的性能计算结果；2．绘制整机总体布局工程图。六、考核方式每人提交一份课程设计报告

7、；准备课程设计PPT，答辩。2013年6月28日第28页风力发电机组设计与制造课程设计表163418翼型的升力系数和阻力系数攻角升力系数阻力系数扭矩系数-11.04-0.770.0310-9-0.7450.0120-8-0.6260.010-7-0.5080.010-6-0.390.0090-5-0.2630.0080-4-0.1380.0070-3-0.030.0060-20.0790.0060-10.1750.006000.3130.006010.4460.006020.5510.006030.6660.007040.7770.00705

8、0.9040.007060.9840.008071.0740.01081.170.013091.2440.0150101.3070.0180121.3950.025