风力机设计与制造答案

1低速轴：连接风轮和齿轮箱的输入端高速轴：连接齿轮箱输出端和发电机2将风能产生的转矩传递给发电机，并使其得到相应的转速.3在满足传动效率，可靠性和工作寿命要求的前提下，以最小体积和质量为目标,获得最优传动方案.一次能源转换单元发电单元一次能源转换单元发电单元控制与安全系统定义:实现对风电机组起，停机和发电等运动过程的控制,并保证机组在任何状态下的安全性.一次能源转换单元：将风能转换化为旋转机械能.机械能传递单元：传动与制动.发电单元：将旋转的机械能转换为电脑，同时提供必要的并网发电机.霸¥.匕 尹. 霸疋■勺名！ 'T.45按额定功率分（大型中型小型）按风轮轴结构特征分（水平轴垂直轴）a）b） ①风轮扫掠面积大，风能利用率高.结构紧凑，技术比较成熟.可控制高风速下的功率输出，安全可靠.6指风力发电机在发电过程中，出现的一个负面效果.主要对下风向风电机组，由于一部分空气通过塔架后，再吹向风轮，这样塔架就干扰了流过叶片的气流,

而形成了所谓的塔影效应.其会导致风机出力的波动，使发电机性能有所降低.7风轮由叶片和轮毂组成.8直驱式无齿轮箱，双馈式有齿轮箱9挥舞，摆振，扭振.h_h fJF A ■n ,■j _pf尸 jp" * ” .pr尸10风速变化，风向变化，旋转采样.11①正常风况下，风力发电机组处于正常状态.正常风况下，风力发电机组处于故障状态.极端风况下，风力发电机组处于正常状态.凸 qr tPt + j■> •■TV*12（稳态极端风速模型湍流风速模型）13①气流不可压缩，水平均匀定常压，并且风轮尾流不旋转.处于风轮前后方的气流静压相等.将风轮简化成圆盘，轴向力沿圆盘均匀分布且圆盘上无摩擦力.14表明风电机组从风能中实际获得的功率不会超过风能功率的59.3%.15入流角❻:叶素入流速度方向与风轮旋转平面间的夹角.-■<-桨距角B:叶素弦长与风轮旋转面间的夹角.攻角a:叶素弦长与入流速度方向的夹角.关系：e=a+p16通过合理的评估和计算方法提供相对完整，准确的设计载荷数据.■U— JL■17①按载荷源分类:1）空气动力载荷2） 重力和惯性载荷3） 操作载荷尸 JH- IB J. _pT尸 up" 中 = f4） 其他载荷按结构设计和校核要求分类：i）最大极限载荷2）疲劳载荷+ - * **■ 4按时变特征分类:1）循环载荷2） 平稳载荷rjr>- U客I r^r丿总'3） 随机载荷4） 瞬变载荷181）正常（N）:正常发电轻微故障或异常状态，寿命期的出现.2） 耳非正常（A）:对应风况中机组产生较严重的故障.■‘■■3） 运输和吊装（T）19风电机组最大极限状态:指可能损害结构或部件的极端载荷状况.20随机循环载荷:非周期性且与实践具有不确定性关系的载荷.随机疲劳:随机循环载荷产生的疲劳现象.

21①被动失速调节变桨距调节主动失速调节22偏航角：来流速度方向与风轮轴线的夹角.23风电机组主要设计目标:高性能，高可靠性，低成本.»a_a fF US' ■ ”r" f'尸 _e' rie _ 事"尸 _g' 孝24风电机组总体参数:一般指风电机组的设计风况性能指标和主要部件的基本设计要素.上.』巧」 m・*」 m八m.a25额定风速VR,切入风速V,切出风速Vr.26使风电机组产生尽可能多的有效功率，额定风速取决于机组所在区域的风能资源分布，需掌握平均风速及其出现的频率.参照风速条件，按一定原则评估额定风速 ・・ ’ ・・ ’ ・・ ’ ・・27①VR取值偏低，机组将损失高于VR时很多额外功率.伊^②过高的VR,可能使机组难以发挥应有的能力，损失很多低风速风能.28恒转速，变转速.29两叶片：叶片少，重量轻,成本低，上下叶片由于受剪切风影响,运行中气动载i- 叱 ：荷差距大,对机组结构稳定性产生不利影响.三叶片：质量虽然增加，成本高，但气动和综合性能较好•运行和功率相对平稳,从美学角度看，三叶片也优于两叶片.32功率特性对风电机组年发电量有直接影响，功率特性除与本身气动特性有关

外，与风电机组运行方式密切相关.33全功率变流风力发电系统，采用交流励磁双馈发电机的风力发电系统采用无刷双馈发电机的发电系统，采用永磁发电机的风力发电系统.34交流励磁双馈发电系统特点：是目前大型风电设备采用的典型技术方案之一控制由转子电路实现，流过转子的电功率与发电机转速所决定的转差功率有关.上.吃r* m・启」 莎.m*该转差功率仅占发电机额定功率很小部分，所需双向变频器容量也较小,对低成本发电和控制系统成本及实施难度有利.■wF XT *' ■> .・aH^ ■> 还有实现有功，无功功率的控制，对电网进行无功补偿.无刷双馈发电机无刷化的方式：将两台绕线转子异步发电机同轴相连，其中一台发电机作为主绕组，而另一台发电机的定子绕组作为励磁控制绕组，其控制方法与单发电机相同.在定子上装设两套级数不同的绕组，分别作为发电机的主绕组和励磁控制绕组.永磁发电机系统冷却方式：风冷式，水冷式.35①传动路径短较容易实现关键部件的标准化设计以便基础工业部门提供这些部件，促进风电制造产业链的形成，进而降低

整机成本.为日后风电机组的运行和维护提供便利.36液压变桨，电动变桨.37偏航轴承，执行机构，驱动与控制，制动装置等组成38空气动力制动，机械制动.:r 亠込.工4总二・•$Q& ":左‘.*39①制动转矩直接作用于风轮.尸 尸 尸制动转矩对齿轮箱影响较小.失效环节少，可靠性高.序"坯环1 fR・「归」 上.莎由于轴转速较低，此布局需要较大的制动转矩,制动装置所需结构尺寸大.40①制动转矩小.# 即 jSF育* 4p制动装置结构尺寸小对齿轮箱等传动链部件会产生较大的冲击载荷.，巧.j城手I 扛•■勾片41气动设计.42确定叶片的气动外形，应用空气动力学基础理论并结合叶片的结构和工艺要jf求，形成沿叶片展向的截面形状.43主要承载叶片的大部分弯曲载荷，44大型风轮叶片为空腔结构形式，在弯曲气动载荷作用下,叶片局部受压，可能发生突然损坏，此现象称为失稳.45将风轮轴产生的功率传递到发电机系统所需要的传动系统.46主传动链的支撑技术：

采用独立轴承支撑的主轴三点式支撑主轴，齿轮箱集成主轴的传动链布局.采用固定主轴支撑的风轮的结构.主轴材料：碳素合金钢,毛坯常用锻造工艺.主传动链采用的轴承：圆柱滚子轴承，调心滚子轴承或深沟球轴承.润滑方式：强制润滑，飞溅润滑47齿轮箱按传动形式分：定轴齿轮箱，行星齿轮箱，组合传动齿轮箱.prJF 'll- ||r >_j f事 _js~ * ” ,pr事按级数分：单级齿轮箱多级齿轮箱按布置形式分：展开式，分流式，同轴式等形式齿轮箱.i--y-/I，丫.i-'于.i--48是一种由若干对啮合齿轮组成的传动机构.49组成轮系的所有齿轮几何轴线位置都固定不变时，被称为定轴传