风力机原理及技术应用 课后思考题及答案 - 第6-10章

第六章1.叶片数量与风力机哪些性能有关？现代风力机为什么大多数都是3个叶片？叶片数量考虑以下四个方面：①要提高风轮转速就要减少叶片数，这样可使齿轮箱变速比减小，并可降低齿轮箱的费用。②要减少风轮成本就要减少叶片数。③叶片剖面的弦长与叶片数成反比。应综合把握这两个参数的尺度，合理选择。④风轮转动质量的动力平衡、振动控制问题的难易程度，风轮运转噪声的大小。现代风力机为什么大多数都是3个叶片为开放答题，合理即可，可从平衡、性能最优、美观等方面回答。2.叶片主梁的作用有哪些？（1）能够承受挥舞弯矩的作用，保证叶片主梁强度特性；（2）保证挥舞方向的刚度特性，避免叶尖挠度过大而与塔架干涉；（3）影响叶片一阶挥舞固有频率，避免与激振力共振；3.多轴承的方式有几种，优缺点分别是什么？多轴承方式可分为三点支撑方式、双轴承方式和多轴承集成在齿轮箱内的方式。（1）三点支撑。三点支撑方式通常是指一个球面滚子轴承作为主轴承，主轴胀紧套联（2）双轴承。双轴承方式是指两个主轴承共同支撑主轴形成稳定的支撑，按轴承是否具有调心能力可分为两种：挠性轴承支撑和刚性轴承支撑两种。（3）多轴承集成在齿轮箱内。多轴承集成在齿轮箱内的方式是指主轴和主轴承完全和齿轮箱集成在一起，还有双轴承及主轴集成在齿轮箱内的方式。三种多轴承方式优缺点对比如下表。支撑方式 优点 缺点三点支撑

三点支撑风轮，传统的静定结构，弹性支撑简单

齿轮箱输入端承受除扭矩以外的附加载荷，即附加的弯矩和轴向力，可靠性难保证主轴承2点与弹性支撑2点形成过静定双轴承 齿轮箱只承受扭矩，可靠性好

支撑，不可沿用传统弹性支撑，需定制弹性支撑多轴承集成在齿轮箱内

结构紧凑，重量稍轻 齿轮箱的维护性差，需特制弹性支撑4.滑动行星轮的优势有哪些？滑动行星轮的优势主要有：（1）几乎没有磨损，提高产品可靠性；（2）降低噪音和振动水平；（3）提高传动效率；（4）低成本和高扭矩密度。第七章1.制造叶片的材料主要有哪些？思考一下还有哪些材料可以用来制造叶片。GRP熟；碳纤维增强复合材料（RP，优点：比刚度/比强度极高，可显著减重并增强抗疲劳性能。还有树脂，纳米增强复合材料，热塑性复合材料等可以用来制造叶片2.通常有两种形式，刚性轮毂和柔性轮毂，其中刚性轮毂是风力发电机组最常见的结构。HT250以上的普通铸铁、铸钢等。采用铸铁轮毂可发挥其良好的金属疲劳、易于切削加工等特性，适用于批量生产。3.V形焊接坡口，然后在滚弯机上弯出半圆锥形。两个半圆锥形的对焊应使用自动气体风力机性能测试主要包括哪些内容？

第八章叶片气动力测试、功率曲线测试、叶片结构静力测试、动态疲劳测试、机械载荷测试、噪声测试等。风洞速压控制系统是低速风洞控制系统的核心，简述其控制原理。,以高精度速压和温度传感器为反馈，通过温度补偿和智能闭环控制，达到稳速压、稳风速的控制要求。当选择稳转速控制方式(由试验管理计算机或本控人机界面给出选择指令)制，以达到快速性、高精度速压(风速)控制的要求。测力试验是风洞试验中最基本的试验项目，在测力试验中采用风洞天平进行测量，采用的天平种类有哪些？并简述其原理。在测力试验中采用的天平种类有应变天平和压电天平。(力和力矩),具有体积小结构简单、造价低、使用灵活及维护方便等特点，广泛应用于风洞测力试验。（2）压电天平。压电天平是利用压电材料受力后在其表面产生电荷的压电原理来测量作用在模型上的气动载荷，主要用于脉冲型风洞中模型测力试验。压电天平具有结构简单、刚度大、载荷范围宽、频率响应快的特点。阐述叶片静力测试和疲劳测试的目的。风电叶片全尺寸结构静力测试是通过载荷等效模拟的方法来验证叶片在极限载荷条件下的承受能力，以确保叶片实际运行的安全可靠性。叶片疲劳测试的目的是在一个合理的置信度下证明：按相应标准制造出的某型号叶片，第九章风力发电机组叶片故障诊断的常见方法有哪些？X风电机组齿轮箱的故障诊断方法有哪些？发电机和变桨距系统故障时，诊断方法分别有哪些？变桨系统故障诊断分析方法：基于故障模式及影响分析的变桨系统故障诊断方法、基于BP神经网络的变桨系统故障诊断方法、基于支持向量机的变桨系统故障诊断方法。简述风力机结构损伤维修的主要方法及采用各种方法的优缺点。第十章双风轮风力机能提高风能利用效率吗？为什么？40%电成本。阐述无叶片风力机的发电原理。（写出一种方式的原理即可）振动压电式无叶片风力机进行风力发电的基本原理为空气动力