风力机结构设计案例

风力机结构设计案例综述

目录

风力机结构设计案例综述............................................................1

1.1电气部分的设计................................................................1

1.1.1发电机的设计...........................................................1

1.1.2发电机电磁计算.........................................................2

1.2机械部分设计.................................................................7

1.2.1风轮叶片...............................................................7

1.2.2加速齿轮箱.............................................................8

1.2.3塔架设计...............................................................8

1.1电气部分的设计

1.1.1发电机的设计

为了将异步发电机作为一个恒定频率和可变速度的设备用来运作，整流器、

有源逆变器、DC-DC转换器、转子电路相连，这样，半导体转换器将转子电路

中的频率差整流为直流电压，逆变器将这直流电压转换成交流电压以后，接着再

输入到交流电网。通过定子或转子将这个功率传到交流电网，因此，图3-1显示

了一个有两个输出的异步发电机的概念。

三相交流电网

平波电抗器

绕豌本本本

异步发电机I

整流器逆变器

图3-1发电机的工作原理图

1.1.2发电机电磁计算

为更好地展示发电机电磁的计算全过程，采用表格方式对所涉及过程进行表

述，具体如下列所示：

序号属性名称已知数值或计算过程

1额定功率『600KW

2额定电压。八，二690V；。悔=罕=398.4V

3功电流［一__4__50?04A

°欣"，〃必峰

4效率7=0.96

5功率因数cascp-（）.88（滞后）

6极对数〃=2

7定、转子槽数

Z=48,Z2=40（取=4）

8定、转子每极槽数定子Z.=方=12

转子Z产4=10

9定、转子每极每相槽7

定子Z.尸/-=4

数2Pm

转子Z/)2=-^=10/3

2pm

10定子外径电机满载电势：

K；=0.92+0.00886In6V=0.975计算功率:

p=K/,-^=664.773xl03V<4

'cos*

初选%=0.72,KMN=L12,K刖=0.98,

A=46000A/〃？，

瓦=0.72T,

假定n=1450r1加〃.于是得:

V=.6，1,•^U•4-O.1O685取

ap^Nm^dfAA纭n

2=0.74：

R；=$子V=0.569m

D；=D"(D3D)=1.015m

根据标准尺寸最后确定£>,=1.02m

11定子内径

D||=0.57m

铁心的有效长度%===0.329〃八取铁心长4=0.325m

Dn

13气隙8=0.3(0.4+77^J)X1(T3=I.02X10-3/H

14转子外径。2=0・568m

15转子内径。2=008m

16铁心有效长度

lef=6=0.325+21.02x10-3=0.327m

17极距

r='°，=0.4477m

2P

18定、转子齿距定子r.=^-=0.0373m

1

Z1

转子「乱=0.0448m

-z?

19转子斜槽宽%=0.0375m

20每相导体数N，乃。「Acos。_乃x0.57x460())x0.88_

例m}IKW3x502.04

21单层线圈N,尸每每相线圈匝=3

22每相串联导体N7

“^1=48

数町4

23每相串联匝数

M=寸=24

24绕组线规设计N；A.\=-^-r=98.36mm2

11<1r

〃J

/；(定子电流初步值)=4&—=570.5A

COS0

25槽满率初步取玛=1.57

估计定子齿宽

0.0373x0.72

血—=0.01885m

KFB\0.95x1.5

初步取^,=1.5T

3皿二

,2KR.B八

0.4477x0.72x0.72八…

-----------------=0.977/z7

2x0.95x1.25

/?1=0.0196m

(取=0.0008肛％=0.078m,r2]=0.014m)

%=0.142,%=0.0005,r”=0.008,%=0.02425

1)槽面积

A=--——-(//-/i)+^-=0.(X)217m

22

4I=0.021/〃

2)槽绝缘与面积：单层

A-=△,(2儿+町।)=0.00059病

3)槽有效面积4/=4-4=0.00158

nr

26绕组系数Kdp=K/p\

Sill'12—

1）分布系数"—%

/SHI]

4x20°

=0=0.9254

4.迎06946

2

2）短距系数Km=singA=l

从而K珈二K」|K川=10.9254=0.9254

27每相有效自联导体以K如=480.9254=44

数

发电机实物图如下:

图

3-2实物发电机

电机基本参数如下所示。

表3-1.电机基本参数

电机基本参数

额定输出功率6(X)KW

额定功率因数0.88

额定电压690V

极数

4极

频率50HZ

效率0.9594

转速

1490转

最大转矩

2.45牛米

槽满率0.78

电路类型

三相星型

定转子结构基本参数如表3-2所示。

表3-2定转子结构基本参数

定子基本参数转子基本参数

槽数48槽数40

外径1.02ni外径0.568m

内径0.57m内径0.08in