风电机的基本原理结构与设计要点_4

时间:2019-12-01 15:04       来源: 腾达油漆有限公司

风电机的基本原理和部件组成如下:

大部分小功率风电机具有恒定转速,转子叶片末的转速为64米/秒,在轴心部分转速为零。距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。但是,随着海洋用大功率风电机的研发并投入使用,风电机的转速不再恒定,叶片末的转速也由于叶片的增长而加大。所以站长推荐对不同类型的风电机单独查看其技术数据。

一般风电机结构图

(1.轮毂 2.增速箱 3.机舱罩 4.联轴器 5.电控系统 6.发电机 7.冷却器 8.泵站 9.偏航驱动 10.偏航制动 11.偏航轴承 12.底座 13.弹性底座 14.叶片)

  机舱:机舱包容着风电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱前端是风电机转子,即转子叶片和轴。

  转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。在600千瓦级别的风电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米;而在5兆瓦级别的风电机上,叶片长度可以达到近60米。叶片的设计很类似飞机的机翼,制造材料却大不相同,多采用纤维而不是轻型合金。大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料(GRP)制造。采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择,但这种叶片对大型风电机是不经济的。木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在转子叶片市场出现,尽管目前在这一领域已经有了发展。钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题,目前只用在小型风电机上。。实际上,转子叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。但是叶片内端的厚轮廓,通常是专门为风电机设计的。为转子叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面,诸如可靠的运转与延时特性。叶片的轮廓设计,即使在表面有污垢时,叶片也可以运转良好。

  轴心:转子轴心附着在风电机的低速轴上。

  低速轴:风电机的低速轴将转子轴心与变速齿轮箱连接在一起。在一般的风电机上,转子转速相当慢,大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。

  齿轮箱:齿轮箱连接低速轴和高速轴的变速装置,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。

风电机设计的常见问题

为什么转子叶片呈螺旋状?

大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。从转子叶片看过去,并向叶片的根部移动,直至到转子中心,你会发现风从很陡的角度进入(比地面的通常风向陡得多)。如果叶片从特别陡的角度受到撞击,转子叶片将停止运转。因此,转子叶片需要被设计成螺旋状,以保证叶片后面的刀口,沿地面上的风向被推离。


为什么要使用齿轮箱?为什么我们不能通过主轴直接驱动发电机? 设计具体步骤
娱乐八卦
频道推荐