小型风力发电机叶片的设计

小型风力发电机偏心轴叶片设计与计算

第28卷增 刊 辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2009年9月 Vol.28 Suppl. Journal of Liaoning Technical University（Natural Science） Sept 2009

文章编号：1008-0562(2009)0增刊Ⅱ-0286-03

小型风力发电机偏心轴叶片设计与计算

路 畅，李成全，王碧珺

（辽宁工程技术大学 力学与工程学院, 辽宁 阜新 123000）

摘 要：为了小型风力发电达机达到微风启动，强风制动的特点，对发电机叶片结构形式采用偏心轴式设计。首先叙述了偏心叶片的设计机理和特点，其次基于空气动力学基本理论，在一定简化条件下，推导出水平式风力发电风速和风压的计算关系式。以此为基础首次计算得出带有新型偏心轴叶片的小型风力发电机切入风速、切出风速、额定转速、最优偏转角度、偏心距等重要技术参数。该结果为小型风力发电机偏心轴式叶片设计提供一定的理论基础和指导意义。 关键词：风力发电；偏心轴叶片；结构设计

中图分类号：TK 83

浅析风力发电机组

一．引言

随着全球化石能源的枯竭和供应紧张以及气候变化形势的日益严峻，世界各国都认识到了发展可再生能源的重要性，风能作为清洁可再生能源之一，受到了各国的高度重视，世界风电产业也因此得到了迅速发展。中国风能资源十分丰富：陆上和近海可供开发和利用的风能储量分别为2.53亿千瓦和7.5亿千瓦,具有发展风能的潜力和得天优厚的优势。在未来的能源市场上，充分开发和挖掘这一潜力和优势，将有助于持续保持本国的能源活力和维持经济的可持续发展。在开发利用风能的过程中，风电场的建设是其必须的环节，而风电机组的应用又是建设风电场的重中之重。

二．风力发电机组的分类

（1）风力发电机组类型按容量分

容量在0.1~1kW为小型机组,1~100kW为中型机组,100~1000kW 为大型机组 ,大于10000kW 为特大型机组。

（2）风力发电机组类型按风轮轴方向分

水平轴风力机组：风轮围绕水平轴旋转。风轮在塔架前面迎风的称为上风向风力机，在塔架后面迎风的称为下风向风力机。上风向风力机需利用调向装置来保持风轮迎风。

垂直轴风力机组：风轮围绕垂直轴旋转，可接收来自任何方向的风，故无需对风。垂直轴风力机又分为利用空气动力的阻力作功和利用翼型的升力作功两个主要

风力发电机叶片技术发展概述

第２１卷　第３期２００７年５月湖南工业大学学报Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｕｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．２１　Ｎｏ．３Ｍａｙ２００７

风力发电机叶片技术发展概述

潘

艺，周鹏展，王

进

　（株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲４１２００７）

摘要：简述国内外风力发电以及风机叶片技术的发展现状，并对风机叶片技术在复合材料、结构设计、翼型和成型工艺等方面的发展情况进行了比较详细的论述，指出我国丰富的风能资源及产业政策支持，将给我国的风机叶片产业的发展带来机遇。

关键词：风力发电；风机叶片；复合材料；结构设计中图分类号：ＴＫ８９　　　　　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　　　　　　　　　文章编号：１６７３－９８３３（２００７）０３－００４８－０４

Ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｂｌａｄｅ　ｏｆ　Ｗｉｎｄ　Ｐｏｗｅｒ－Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ

Ｐａｎ　Ｙｉ，Ｚｈｏｕ　Ｐｅｎｇｚｈａｎ，Ｗａｎｇ　Ｊｉｎ

（Ｚｈｕｚｈｏｕ　Ｔｉｍｅｓ　Ｎｅｗ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．　Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｚｈｏｕ　Ｈｕｎａｎ　４１２０

许多世纪以来，风力发电机同水[1]力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。 70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。 编辑本段风力发电机原理 风力发电机 是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很

为了解决无线传感器网络节点的供电瓶颈问题,提出了一种通过新型风力发电机将风能转化为电能对无线传感器网络节点提供能源的方法。在该新型风力发电机中风扇作为发电机的一部分,将风扇和发电机一体化,减小了整个发电装置的体积。同时设计了电源管理电路,将新型风力发电机发出的交流电转换为直流电,对锂电池充电和通过电阻对锂电池的输出进行分压并提供给无线传感器网络节点。最终

第 9卷第 4期 21 0 0年 8月

江南大学学报 (自然科学版 ) J u n l f in n nUnv ri ( tr l ce c dt n o r a a g a ie s y Nau a in eE i o ) oJ t S i

Vo . No 4 19 .Aug 2 0 . 01

一

种新型风力发电机的设计

张端 郭贤，章苗根何熊熊 邹涛，慧 , ,(. 1浙江工业大学信息学院， 浙江杭州 3 0 2;. 10 3 2浙江省机械设备成套局，江杭州 3 0 0 )浙 10 6 摘要：了解决无线传感器网络节点的供电瓶颈问题，出了一种通过新型风力发电机将风能为提转化为电能对无线传感器网络节点提供能源的方法。该新型风力发电机中风扇作为发电机的一在部分，风扇和发电机一体化，小了整个发电装

风力发电机基础理论与设计

2.2风力机的分类

国内外风力机的结构形式繁多，从不同的角 度有多种分类方法。

①按风轮轴与地面的相对位置，分为水平轴式风力机和垂直轴(立轴)式风力机。 ②按叶片工作原理，分为升力型风力机和阻力型风力机 。

③按风力机的用途分类，有风力发电机、风力提水机、风力铡草机、风力脱谷机等。 ④按风轮叶片的叶尖线速度与吹来的风速之比的大小来分，有高速风力机(比值大3)和低速风力机(比值小3)；也有把该比值 2～5者称为中速风力机 。

⑤按风力机容量大小分类：国际上通常将风力机组分为小型(100 kW 以下)、中型(100~1000kW)和大型(1 000 kW 以上)3种；我国则分成微型(1 kW2.1 以下)、小型(1～10 kW)、中型(10~100 kW)和大型(100 kW 以上)4种；也有的将 l 000kW 以上的风机称为巨型风力机。

⑥按风轮相对于塔架的位置 ，分为上风式(前置式)风力机和下风式(后置式)风力机 。 ⑦按风轮的叶片数量，分单叶片、双叶片、三叶片、四叶片及多叶片式风力机。 现在各国应用较多的是水平轴、升力型和少叶式的风力发电机(多数为 2—3个叶片) 风力机翼型的概念

2.3 翼型的

（论文）

摘 要

风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。

本文设计的是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱，通过方案的选取，齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计。

首先，确定齿轮箱的机械结构。选取一级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。

其次，基于Pro／E参数化建模功能，运用渐开线方程及螺旋线生成理论，建立斜齿轮的三维参数化模型。

然后，对齿轮传动系统进行了齿面接触应力计算。先利用常规算法进行理论分析计算。

关键词：风力发电，风机齿轮箱，结构设计，建模

风力发电机的增速齿轮箱的设计

Abstract

The rapid development of wind power industry lead to the

第八部分：风力发电机组单元

一、填空题：

1.当手动偏航时，应与偏航电机、偏航大小齿轮保持一定的安全距离，（）、（）、（）等物品要远离旋转和移动的部件。 答案：工具；衣服；手套 2.监控系统由（）和（）组成。 答案：工业以太网；监控软件

3.风力发电机开始发电时，轮毂高度处的最低风速叫（）。 答案：切入风速

4.严格按照制造厂家提供的维护日期表对风力发电机组进行的预防性维护是（） 。 答案：定期维护

5.禁止一人爬梯或在塔内工作，为安全起见应至少有（）人工作。 答案：两

6.（）是设在水平轴风力发电机组顶部内装有传动和其他装置的机壳。 答案：机舱

7.风能的大小与风速的（）成正比。 答案：立方

8.风力发电机达到额定功率输出时规定的风速叫（）。 答案：额定风速

9.叶轮旋转时叶尖运动所生成圆的投影面积称为（）。 答案：扫掠面积

10.风力发电机的接地电阻应（）测试一次。 答案：每天

11.在风力发电机电源线上，并联电容器的目的是为了（）。 答案：提高功率因数

12.风轮的叶尖速比是风轮的（ ）和设计风速之比。 答案：叶尖速度

13.风力发电机组的偏航系统的主要作用是与其控制系统配合，使风电机的风轮

在正常情况下处于（）。 答案：迎风状态

14

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风力发电机机组基础预算

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. 目录

引言

750KW风力发电机组基础土建工程

750KW风力发电机组基础电气工程

750KW风力发电机组基础预算书

750KW风力发电机组基础单位工程预表750KW风力发电机组基础单位工程费用表汇总表

总结

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. 关键词：

施工图预算：施工图预算是指一般意义上的预算，指当工程项目的施工图

设计完成后，在单位工程开工前，根据施工图纸和设计说明、预算定额、预算基价以及费用定额等，对工程项目所应发生费用的较详细的计算。它是确定单位工程、单项工程预算造价的依据；是确定招标工程标底和投标报价，签订工程承包合同价的依据；是建设单位与施工单位拨付工程款项和竣工决算的依据；也是施工企业编制施工组织设计、进行成本核算的不可缺少的文件。

单位工程：单位工程指具有独特的设计文件，独立的施工条件，但建成后不能够独立发挥生产能力和效益的工程。

直接工程费：直接工程费是指施工企业直接用与施工生产上的费用。它由直接费、其他直接费和现场经费组成。

间接费：间接费是指施工企业用与经营管理的费用，它由企业管理费、财务费用和其他费用组成。

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. 风力发电机机组主要包括：机舱（主机）、叶轮、塔架、基础、控制系统

等等。风力发电机机组基础是风力发电机重要组成成分之一，一般陆地风

学号

密级 公开

xxxxxxxxx本科生毕业设计

风力发电机传动系统的设计

学院名称：培黎工程技术学院 专业名称：机械设计制造及其自动化 学生姓名：马 指导教师：同 教授

二○一三年五月

BACHELOR'S DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITY

Design of Transmission System of Wind

Power Generator

College : School of Bailie Engineering & Technology

Subject : Mechanic Design Manufacturing and Automation

Name : Ma

Directed by : Professor Tong Changhong

May 2013

郑重声明

本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料