風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造課程設(shè)計(jì)最終版

1、華升也力#管課程設(shè)計(jì)（綜合實(shí)驗(yàn)）報(bào)告（2012 - 2013年度第二學(xué)期）名 稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造課程設(shè)計(jì)報(bào)告院系：可再生能源學(xué)院班級(jí)：風(fēng)能xxxxx班學(xué)號(hào)：xxxxxxxxxxxx學(xué) 生姓名：xxxxxx指導(dǎo)教師：田德、王永設(shè)計(jì)周數(shù)： 2成 績(jī)：日期：20xx年x月x日目錄任務(wù)書41 設(shè)計(jì)內(nèi)容 42 目的與任務(wù) 43 主要內(nèi)容 44 進(jìn)度計(jì)劃 75 設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）成果要求 76 考核方式 8總體參數(shù)設(shè)計(jì)81 額定功率 82 設(shè)計(jì)壽命 83 額定風(fēng)速、切入風(fēng)速、切除風(fēng)速 84 重要幾何尺寸 81 風(fēng)輪直徑和掃掠面積 82 輪轂高度 85 總質(zhì)量 96 發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍 97 葉片數(shù)

2、B 98 功率曲線和 CT曲線 91 功率曲線 92 CT曲線 10九確定攻角A,升力系數(shù)C-,葉尖速比A,風(fēng)能利用系數(shù) C 10十風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 12H一其他 12十二風(fēng)電機(jī)組等級(jí)選取 12葉片氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 131 優(yōu)化過(guò)程 132 葉片優(yōu)化結(jié)果 14主要部件載荷計(jì)算 14一葉片載荷計(jì)算 151 作用在葉片上的離心力FC 152 作用在葉片上的風(fēng)壓力FV 153 作用在葉片上的氣動(dòng)力矩 164 作用在葉片上的陀螺力矩MK 162 主軸載荷計(jì)算 163 塔架載荷計(jì)算 171 暴風(fēng)工況風(fēng)輪氣動(dòng)推力計(jì)算 172 塔架的強(qiáng)度設(shè)計(jì)（考慮塔架高度折減系數(shù)的強(qiáng)度計(jì)算） 18主要部件功率 201 發(fā)電機(jī) 202

3、變流器 213 齒輪箱 214 聯(lián)軸器 215 偏航 22風(fēng)電機(jī)組布局 22設(shè)計(jì)總結(jié)24參考文獻(xiàn) 25附.25任務(wù)書一設(shè)計(jì)內(nèi)容風(fēng)電機(jī)組總體技術(shù)設(shè)計(jì)二目的與任務(wù)主要目的：1 .以大型水平軸風(fēng)力機(jī)為研究對(duì)象，掌握系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方法；2 .熟悉相關(guān)的工程設(shè)計(jì)軟件；3 .掌握科研報(bào)告的撰寫方法。主要任務(wù)：每位同學(xué)獨(dú)立完成風(fēng)電機(jī)組總體技術(shù)設(shè)計(jì)，包括：1 .確定風(fēng)電機(jī)組的總體技術(shù)參數(shù)；2 .關(guān)鍵零部件（齒輪箱、發(fā)電機(jī)和變流器）技術(shù)參數(shù)；3 .計(jì)算關(guān)鍵零部件（葉片、風(fēng)輪、主軸、連軸器和塔架等）載荷和技術(shù)參 數(shù)；4 .完成葉片設(shè)計(jì)任務(wù)；5 .確定塔架的設(shè)計(jì)方案。6 .每人撰寫一份課程設(shè)計(jì)報(bào)告。三主要內(nèi)容每人選

4、擇功率范圍在2MW 6MWL間的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.原始參數(shù)：風(fēng)力機(jī)的安裝場(chǎng)地50米高度年平均風(fēng)速為7.0m/s, 60米高度年平均風(fēng)速為7.3m/s, 70米高度年平均風(fēng)速為7.6 m/s,當(dāng)?shù)貧v 史最大風(fēng)速為49m/s,用戶希望安裝1.5 M怖6M忱間的風(fēng)力機(jī)。采 用63418翼型，63418翼型的升力系數(shù)、阻力系數(shù)數(shù)據(jù)如表 1所示。 空氣密度設(shè)定為1.225kg/m3。表1-63418翼型的升力系數(shù)、阻力系數(shù)數(shù)據(jù)攻角升力系數(shù)阻力系數(shù)扭矩系數(shù)-180-0.4750.0280-179.9-0.4750.0280-177.790.0830.0390-172.180.7010.070-168.

5、550.9170.1720-165.10.6610.2680-159.590.4770.3440-154.910.6120.4260-150.610.6970.5360-145.490.7570.6810-141.270.7160.7720-134.540.6430.8290-127.580.5720.8860-124.170.5370.9380-120.560.46610-115.240.3611.0690-109.230.2871.1080-104.330.1791.1450-100.650.0941.1670-96.720.0231.1830-88.29-0.0991.180-82.73

6、-0.1921.1660-78.79-0.2611.1480-74.68-0.3321.1120-68.72-0.4371.0440-62.9-0.5381.0030-58.21-0.5970.9650-53.67-0.6560.9020-50.77-0.6730.8250-44.08-0.680.7020-38.09-0.6980.6020-32.99-0.6550.5080-29.64-0.5350.4290-24.44-0.3860.280-19-0.3540.1910-12.78-0.4630.0920-11.58-0.80.0360-11.04-0.770.0310-9-0.7450

7、.0120-8-0.6260.010-7-0.5080.010-6-0.390.0090-5-0.2630.0080-4-0.1380.0070-3-0.030.0060-20.0790.0060-10.1750.006000.3130.006010.4460.006020.5510.006030.6660.007040.7770.007050.9040.007060.9840.008071.0740.01081.170.013091.2440.0150101.3070.0180121.3950.02510141.3950.0320161.370.03902010.1850251.040.31

8、50301.020.4420400.950.680450.90.780500.820.891055.540.6971.022060.670.6261.095066.930.4951.144071.070.4011.179075.50.3031.235080.750.1991.268086.90.0991.272091.87-0.0141.265095.79-0.1121.26099.84-0.2141.2540104.93-0.3171.2050110.44-0.4271.1270115.85-0.5391.0940124.05-0.6290.9780129.73-0.6950.8720136

9、.34-0.7960.8050140.53-0.770.7320144.46-0.7290.6330145.07-0.7210.6160150.54-0.6740.4660155.32-0.5970.3080160.62-0.8430.2710163.66-1.1240.1830168.46-0.880.0730175.01-0.4750.028101179.90.0830.03901800.0830.03902.設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定整機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)。設(shè)定幾種風(fēng)力機(jī)的 G曲線和C曲線，風(fēng)力 機(jī)基本參數(shù)包括葉片數(shù)、風(fēng)輪直徑、額定風(fēng)速、切入風(fēng)速、切出風(fēng)速、功率控制 方式、傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、制動(dòng)系

10、統(tǒng)形式和塔架高度等，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定風(fēng)力機(jī) 等級(jí)；（2）關(guān)鍵部件氣動(dòng)載荷的計(jì)算。設(shè)定幾種風(fēng)輪的 G曲線和C曲線，計(jì)算幾 種關(guān)鍵零部件的載荷（葉片載荷、風(fēng)輪載荷、主軸載荷、連軸器載荷和塔架載荷 等）；根據(jù)載荷和功率確定所選定機(jī)型主要部件的技術(shù)參數(shù)（齒輪箱、發(fā)電機(jī)、 變流器、連軸器、偏航和變槳距電機(jī)等）和型式。以上內(nèi)容建議用計(jì)算機(jī)編程實(shí) 現(xiàn)，確定整機(jī)和各部件（系統(tǒng)）的主要技術(shù)參數(shù)。（3）塔架根部截面應(yīng)力計(jì)算。計(jì)算暴風(fēng)工況下風(fēng)輪的氣動(dòng)推力，參考風(fēng)電機(jī)組的整體設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算塔架根部截面的應(yīng)力。最后提交有關(guān)的分析計(jì)算報(bào)告 四進(jìn)度計(jì)劃在舁 廳P設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）內(nèi)容完成時(shí)間備注1風(fēng)電機(jī)組整體參數(shù)設(shè)計(jì)2.5天2風(fēng)電機(jī)

11、組氣動(dòng)特性初步計(jì)算2天3機(jī)組及部件載荷計(jì)算2天4齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器技木參數(shù)1.5天4塔架根部截面應(yīng)力計(jì)算1天5報(bào)告撰寫1.5天6課程設(shè)計(jì)答辯1.5天五設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）成果要求提供設(shè)計(jì)的風(fēng)電機(jī)組的性能計(jì)算結(jié)果;繪制整機(jī)總體布局工程圖。六考核方式每人提交一份課程設(shè)計(jì)報(bào)告；準(zhǔn)備課程設(shè)計(jì) PPT答辯?？傮w參數(shù)設(shè)計(jì)一額定功率根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，選擇 3.5MW進(jìn)行設(shè)計(jì)。二設(shè)計(jì)壽命風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全等級(jí)I 田的設(shè)計(jì)壽命至少為20年。故設(shè)計(jì)壽命為20年。 三 額定風(fēng)速、切入風(fēng)速、切除風(fēng)速切入風(fēng)速Vn=3m/s；額定風(fēng)速Vr=13m/s；切除風(fēng)速Vout =25m/s。四重要幾何尺寸1 風(fēng)輪直徑和掃掠面積風(fēng)輪直

12、徑?jīng)Q定機(jī)組在多大的范圍內(nèi)獲取風(fēng)中蘊(yùn)含的能量。 直徑應(yīng)根據(jù)不同風(fēng) 況與額定功率匹配，以獲得最大的年發(fā)電量和最低的發(fā)電成本。 風(fēng)輪直徑有下述 簡(jiǎn)單計(jì)算公式：! 8A !8 x3500000JCpP砰叫遇2 1042 x 1.225 X 133 X tt X 0.950.92 x 0.95=9Z 45m = 98m式中額定輸出功率，取3.5MW主傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率，取 0.92;發(fā)電系統(tǒng)效率，發(fā)電機(jī)效率取 0.95,變流器效率取0.95;P風(fēng)能利用系數(shù)，取0.42 ;P 空氣密度，取1.225kg/m3;1 額定風(fēng)速，13m/soji x D7- tt x 983r,掃掠面積 4 = 一7一 二5-二

13、 7542 96mZ。2 輪轂高度塔架高度取70m輪轂高度小山= 2.25 + 70 = 72.25m。式中 塔頂平面到風(fēng)輪掃掠面中心的距離，取 2.25m;塔架高度。五總質(zhì)量機(jī)艙和風(fēng)輪等總質(zhì)量為 m=174t,塔架質(zhì)量取160t。六發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍采用雙饋異步發(fā)電機(jī)，極對(duì)數(shù)p=2,額定轉(zhuǎn)速由下式求出60 X fi齊 1 =-=1500r/min雙饋異步機(jī)轉(zhuǎn)速范圍（130%）均。七葉片數(shù)B葉片數(shù)B取3,三葉片風(fēng)電機(jī)組有其顯著的優(yōu)勢(shì)，是目前風(fēng)電市場(chǎng)主流。 八功率曲線和Ct曲線1 功率曲線由于風(fēng)速具有波動(dòng)的特征，所以功率曲線也會(huì)有細(xì)微波動(dòng)，此處采取平均風(fēng) 速繪制功率曲線。風(fēng)速未達(dá)到切入風(fēng)速

14、的時(shí)候，P=0;風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速之后，機(jī)組啟動(dòng)，以最大Cp捕捉風(fēng)能；達(dá)到額定風(fēng)速后，采取控制策略，限制功率在 額定功率附近。/0I 1ti2 3V 3m/sP = 24 u 仍電 C 3m/s v 13m/siPr13m/s v 2Sm/s式中C為考慮到實(shí)際情況的常數(shù)。曲線繪制見(jiàn)圖2。靜態(tài)功率曲線功功率P (kw)風(fēng)速通過(guò)G求出軸向氣流誘導(dǎo)因子a,再由a求出C,但是考慮到其他因素和實(shí) 際情況，和某風(fēng)電機(jī)組C的試驗(yàn)結(jié)果相比，趨勢(shì)相同，數(shù)值不一樣。% 4n(1 - a)2Ct = 4a(l - a)I. 200L 0000. 8000, 6000. 4000, 2000. 000357911131

15、51719212325風(fēng)速m/s圖3-推力系數(shù)-風(fēng)速曲線圖九 確定攻角a ,升力系數(shù)CL,葉尖速比入，風(fēng)能利用系數(shù)Cp根據(jù)已知翼型數(shù)據(jù)，求出升阻比，繪制升阻比曲線見(jiàn)圖4,發(fā)現(xiàn)a為50時(shí)， C/Cd取到最大值，此處選取a為10 ,升阻比CL/Cd為72.6 ;葉尖速比人大概為7,風(fēng)能利用系數(shù)G風(fēng)速的關(guān)系，由于假設(shè)是變速風(fēng)機(jī)，額定值前捕捉最大風(fēng)能， G保持0.42,當(dāng)達(dá)到額定以后，G下降，見(jiàn)圖5,實(shí)際上，雙饋異步機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為額定值前有一段G是上升過(guò)程，圖6為某風(fēng)電機(jī)組G的試驗(yàn)結(jié) 果，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，趨勢(shì)是相同的。升阻比曲線150 18 0 0 0 05 5 01 . 1 -(gLrlRZ 1111905

16、* 5邙 4ZO5 總B9- mK 6nl 昏號(hào) 9寸31 3 S 5K000 K9O9E ITIllim葉尖速比圖5Cp曲線OSCp曲線十風(fēng)輪轉(zhuǎn)速6。x 片 m %60 M 7 x 13風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 no = 開(kāi). =-17. = 17.7r/min ,雙饋異步發(fā)電機(jī)，極對(duì)數(shù)p=2,額定轉(zhuǎn)速有上面計(jì)算知：60 X八汁1 =-= 1500r/mm所以齒輪箱彳動(dòng)比約為84。十一其他上風(fēng)向主動(dòng)偏航，偏航變槳均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，制動(dòng)方式第一制動(dòng)為氣動(dòng)制 動(dòng)，第二制動(dòng)為高速軸機(jī)械制動(dòng)。十二風(fēng)電機(jī)組等級(jí)選取風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全等級(jí)基本參數(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全等級(jí)InmSVref(m/S)5042.537.5設(shè)計(jì)值由設(shè)

17、叱選定AI (-)0.16BI ref (-)0.14CI ref (-)0.12由于已知條件，年均風(fēng)速vave=7.6m/s,選取m級(jí)，但是沒(méi)有湍流數(shù)據(jù)，因此 無(wú)從在A、R C之間做出判別。階段性總結(jié)總體參數(shù)設(shè)計(jì)值總體參數(shù)設(shè)計(jì)值葉片數(shù)B=3風(fēng)輪直徑D=98m額定輸出功率P=3.5MW輪轂高度Z hub=70m設(shè)計(jì)壽命20年風(fēng)能利用系數(shù)C p=0.42切入風(fēng)速Vn= 3m/s葉尖速比A = 7切出風(fēng)速V out=25m/s功率控制方式主動(dòng)變槳距控制額定風(fēng)速V r=13m/s制動(dòng)形式氣動(dòng)剎車、機(jī)械剎 車風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速nr=17.7r/min傳動(dòng)系統(tǒng)高傳動(dòng)比齒輪箱 傳動(dòng)風(fēng)力機(jī)等級(jí)IECIIIA電氣系

18、統(tǒng)雙饋發(fā)電機(jī)+變流 器葉片氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程給出r ,攻角a已知，CL也已知;記入 0= Q r/v i;由下式求出下17T5=arctgAQ + 可由下式求出k =+ Icow中由下式求出心-1-k2h = 1 +由下式求出1 + h cot（f）入町 + k葉素槳距角部U;弦長(zhǎng)白 8仃3 -+ 1)10葉片氣動(dòng)特性通過(guò)excel計(jì)算，得到表9:表9-葉片氣動(dòng)特性數(shù)據(jù)位置半徑r(m/s)葉尖速 比入巾h。C0.052.450.351.1590.4242.7750.8230.6485.8420.104.900.701.2510.3841.6550.6400.4667.2320.157.351

19、.051.3170.3641.3370.5070.3336.9030.209.801.401.3640.3531.2030.4130.2396.1580.2512.251.751.3980.3471.1350.3460.1725.4160.3014.72.101.4230.3431.0950.2960.1224.7760.3517.152.451.4420.3411.0710.2580.0844.2440.4019.602.801.4560.3391.0550.2290.0543.8050.4522.053.151.4680.3381.0440.2050.033.4400.5024.503.5

20、01.4780.3371.0360.1860.0113.1350.5526.953.851.4860.3371.0290.169-0.0052.8770.6029.404.201.4930.3361.0250.156-0.0192.6560.6531.854.551.4990.3361.0210.144-0.032.4660.7034.304.901.5040.3351.0180.134-0.042.3000.7536.755.251.5080.3351.0160.125-0.0492.1540.8039.25.601.5120.3351.0140.118-0.0572.0260.8541.6

21、55.951.5150.3351.0120.111-0.0641.9110.9044.106.301.5180.3351.0110.105-0.071.8090.9546.556.651.5210.3341.0100.100-0.0751.7171.0049.007.001.5230.3341.0090.095-0.081.634二葉片優(yōu)化結(jié)果現(xiàn)選取葉片5%100%度，步長(zhǎng)5%g示優(yōu)化結(jié)果，05%十片形狀為圓筒形, 根部采用鉆孔組裝方式。計(jì)算內(nèi)容見(jiàn)表7,弦長(zhǎng)白和槳距角B隨半徑變化見(jiàn)圖10c弦長(zhǎng)c弦長(zhǎng)C圖11主要部件載荷計(jì)算1作用在葉片上的離心力Fc葉片離心力Fc = PyM I Arrdr r

22、0式中:，葉片的密度，取 540kg/m3;風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，計(jì)算得1.85rad/s ;1半徑r處對(duì)應(yīng)葉素面積；r 葉素所在半徑。翼型63418幾何參數(shù)見(jiàn)上圖圖1,翼型幾何形狀見(jiàn)圖11,可近似求出單位弦長(zhǎng)葉素對(duì)應(yīng)的面積； 4與弦長(zhǎng)平方成正比，所以可以用數(shù)值積分的方法近似求 出上式。求出單位弦長(zhǎng)葉素面積 A=0.112m2;大致求出Fc=1118kN圖122作用在葉片上的風(fēng)壓力 Fv作用在葉片上的風(fēng)壓力Fv由下式給出1 廠Fu = -pv2 J （1 + co 戶 0）（口匚口岑0 + Cpsm（p）cdr近似計(jì)算得出Fv=349786N等效作用點(diǎn)可由下式求出=f （1 + sF）（488小 + CD

23、sm（t）crdr / f （1 + 或/巾）（05 + Csincdr r1 J 為經(jīng)計(jì)算得出rm=37m3 作用在葉片上的氣動(dòng)力矩Mb是一個(gè)葉片產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，可由下式求出1 ,對(duì)右=I （1 + cot24）（Qs加巾 + C）cos（l）crdr近似計(jì)算得M=54528 N mi4 作用在葉片上的陀螺力矩 M葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由下式求出陀螺力矩M由下式求出2 a）A 初火=/ * 鼠=，x -vsmpr式中m偏航”專速,取im/s,即0.0175rad/s ;一葉尖速比，取7;R-風(fēng)輪半徑，49 m；廿一一風(fēng)速，取額定值13m/s；一一 /與s的夾角，當(dāng)葉片鉛垂位置時(shí)，俗=9。度，達(dá)到最大

24、。經(jīng)計(jì)算，/ = 3810300kg -rn2 , M* = 308400N mi主軸載荷計(jì)算低速軸轉(zhuǎn)速27mo 2H x 177血=60 = -60 = L855/8高速軸轉(zhuǎn)速2ml 27r x 150060-=157 Arad/s60高速軸功率3500。法百麗3低速軸功率3500P帆=；=5852K W0.95 x 0.95 xV0-92高速軸轉(zhuǎn)矩Pi 3】2216000157.0 限=141O7A/ - m低速軸轉(zhuǎn)矩5852000L8 =3163243/V m高速軸直徑低速軸直徑= 2 X,；2 X 3163243,Jir x 55 x 106入二 50mM60 m/s , o,以下分別

25、計(jì)(T 取 0.05 ,2 X 14107x 7 = CLIO9m.Jtt x 55 x 10J=0.664m式中實(shí)心鋼軸最大應(yīng)力，取 55MPa三塔架載荷計(jì)算1暴風(fēng)工況風(fēng)輪氣動(dòng)推力計(jì)算當(dāng)心“ 5,5m/s 時(shí)%= 40m/$ ,當(dāng) 5.5小力 %四 5,5m/$ 時(shí) 當(dāng)網(wǎng)相工7mA時(shí)，% = 60加/工本設(shè)計(jì)年均風(fēng)速7.3m/-所以% =暴風(fēng)條件的風(fēng)輪氣動(dòng)推力目前有幾種計(jì)算方式，結(jié)果相差較大算幾種常用的方法。前蘇聯(lián)法捷耶夫公式Fas = 0.7844MN式中!葉片的投影面積;:一一葉片數(shù)。葉片投影面積可根據(jù)風(fēng)輪掃掠面積與風(fēng)輪實(shí)度求出，風(fēng)輪實(shí)度 則葉片面積為人ttD2/49=元仃=a X(T

26、= 125.716 m* I twJFas = 0.784 X 125.716 X 602 X 3 = 1 064.SEN荷蘭ECN勺公式Fa、= CTcAbN(py式中推力系數(shù)，取1.5; 動(dòng)態(tài)風(fēng)壓，與輪轂高度有對(duì)應(yīng)關(guān)系，取1330N/m2; 動(dòng)態(tài)系數(shù)，取1.2 ; 安全系數(shù)，取1.5。計(jì)算得:，L ： . I.， .3 一. I .德國(guó)DFVL心式1 之% = C吁人力鈿式中，0取2.2 ,計(jì)算Fas = 2.2 X 0,5 X 1.225 X 125.716 x 602 X 3 = 1829.5/cN丹麥RIS公式7i x 98工Fas - Pi月4300 X 2262.9kN2 塔架的

27、強(qiáng)度設(shè)計(jì)(考慮塔架高度折減系數(shù)的強(qiáng)度計(jì)算)塔架高度70ml采用錐形鋼筒結(jié)構(gòu)，分段加工，頂部直徑4ml壁厚20mm底部直徑5ml壁厚30mm塔架受力分析見(jiàn)圖13根部截面應(yīng)力可表示為下式心如十月）+尸哼X 100 r .士+ 2）汀 2 =777+：叩2中4工式中塔架根部抗彎截面系數(shù)，單位 cm3;塔架根部截面積，單位 cm2;:塔架本身所受重力，單位N;變截面塔架長(zhǎng)度折減系數(shù)，可根據(jù)入2從表9查出。而11H式中/ eE與塔架截面變化有關(guān)的這算長(zhǎng)度修正系數(shù)，可根據(jù) 總差表（見(jiàn)表）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0m!1.651.451.331.241.181.141.1

28、01.061.031.00：:塔架根部截面的慣性半徑，：17，單位cmt計(jì)算過(guò)程:凡，取上述荷蘭公式結(jié)果，即F心= 1109kN；Fl、按下式求出1 , 1 、艮5=-rpvfKA = y x 1,225 x 60 x 0.7 x式中(4 4- 5) X 60=417kN平面系數(shù)，平面取1,此處取0.7/1 = 2.251W2 =n327T X 5003 x 1 -4.943、5332=436506cmTT- d,1) = g x(5OO2 - 4942) = 4684cmCi = 174000N;G2= 160000Nmaxx 54 x 1 -max64644.94、丁J=1.4463m4*

29、 /3.96巾64=0.4952m4Jrnin 0,4952fmax 1 4463=0.34口取 1.29 ;majc144632579= 175cm4684Y2=瓦得出；/mm、人小分別是塔架頂部和根部截面慣性矩，單位cm4;由 L29 X 6000 Az = r217 = 44,2查圖14得牝=。8 （低碳鋼）；圖14最終得186,8MPa11 口9。x (225 + 6000 + 41了?？?。x乂 1?？?(174000 +160000)0 2 436506+80X 468主要部件功率1、發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)類型：雙饋異步變速包頻發(fā)電機(jī)額定功率：3.5MW額定轉(zhuǎn)速：1500r/min發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)

30、為2,發(fā)電機(jī)主軸轉(zhuǎn)矩T發(fā)電機(jī)主軸為：235003T發(fā)電機(jī)主軸 =9550 n 11=9550山一段=23.46NJ - m 選擇剛軸推薦最大扭剪應(yīng)力：fs = 55MPa則發(fā)電機(jī)的主軸直徑D發(fā)電機(jī)為：31-T.電王軸 333.51 X101D 發(fā)電機(jī)-NX、：nr5 =2 x nx55 x io =0.1295m=0.13m2、變流器變流器功率通常為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的1/21/3 ,為保證機(jī)組可靠性，通常為額定功率的1/2,所以變流器功率為1750kW3、齒輪箱方式：齒輪箱選用2級(jí)行星輪+1級(jí)平行軸齒輪；低速軸的轉(zhuǎn)速等于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速低速軸轉(zhuǎn)速：ni=17.7r/min ；高速軸轉(zhuǎn)速：nh=1500r

31、/min傳動(dòng)比：i=84齒輪箱效率：.03?=0.973齒輪箱功率：Pr3500Pgb=|二。/X UL=3987kW4、聯(lián)軸器低速軸聯(lián)軸器功率：Pr3500Pm=q/=./. 口，9.,. L).3：=3987kW高速軸聯(lián)軸器功率：Pr 3500Pr= 1, ,1I =1, J, , ut=25m/s功率控制方式主動(dòng)變槳距控制額定風(fēng)速V=13m/s制動(dòng)形式氣動(dòng)剎車、機(jī)械剎車風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速nr=15r/min傳動(dòng)系統(tǒng)高傳動(dòng)比齒輪箱 傳動(dòng)風(fēng)力機(jī)等級(jí)IECIIIA電氣系統(tǒng)雙饋發(fā)電機(jī)+變2、功率、氣動(dòng)特性和載荷計(jì)算總結(jié)氣動(dòng)特性攻角10升力系數(shù)1.307阻力系數(shù)0.018發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)額定功率3.5MW發(fā)

32、電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1500r/min發(fā)電機(jī)軸直徑0.14m齒輪箱形式齒輪箱選用2級(jí)行星輪+1 級(jí)平行軸齒輪齒輪箱傳動(dòng)比 低速軸轉(zhuǎn)速 局速軸轉(zhuǎn)速8417.7r/min1500r/min齒輪箱功率3987kW聯(lián)軸器低速軸聯(lián)軸器功率3987kW高速軸聯(lián)軸器功率3878kW變流器變流器功率1750kW偏航電機(jī)數(shù)量X偏航電機(jī)功率6 x 3kW葉片載荷離心力66760N風(fēng)壓力284255N陀螺力矩133551N- m風(fēng)壓力作用點(diǎn)距葉輪軸 距離37.96m風(fēng)輪載荷軸向推力935790N轉(zhuǎn)矩4980888N- m主軸載何低速軸轉(zhuǎn)矩3727389N- m局速軸轉(zhuǎn)矩14107NJ- m低速軸直徑0.664m高速軸直徑0.109m塔架載荷作用在塔架上載荷Fas=1543kN作用在在塔架上風(fēng)壓力Fts=694975N塔架根部截面應(yīng)力241.3MPa3、其余部分設(shè)計(jì)總結(jié)機(jī)組運(yùn)行環(huán)境溫度-30 0 45生存環(huán)境溫度-45 0 45發(fā)電機(jī)輸出電壓690V50Hz功率因數(shù)容性0.95感性0.9葉片空氣動(dòng)力外形63418