《第三講 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)及組成》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《第三講 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)及組成(47頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第
2、四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第
3、二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯
4、母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣
5、式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第三講
6、 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)及組成,按其容量劃分,小型(,10KW,以下,),中型(,10100KW),大型(,100KW,以上),),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,按其主軸與地面的相對位置,水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(主軸與地面平行),垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(主軸與地面垂直),3.1,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組概述,小型及大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,水平軸及垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu),大型風(fēng)電機(jī)組根本結(jié)構(gòu),1葉片;2輪轂;3機(jī)艙;4葉輪軸與主軸連接;5主軸;6齒輪箱;7剎車機(jī)構(gòu);8聯(lián)軸器;9發(fā)電機(jī);10散熱器;11冷卻風(fēng)扇;12風(fēng)速儀和風(fēng)向標(biāo);13控制系統(tǒng);14液壓系統(tǒng);15偏航驅(qū)動;16偏航軸承;17機(jī)艙蓋
7、;18塔架;19、變槳距局部,風(fēng)輪的組成圖,風(fēng)輪,3.2.1,風(fēng)輪及其組成,風(fēng)輪是風(fēng)力機(jī)最重要的部件,它是風(fēng)力機(jī)區(qū)別于其它動力機(jī)的主要標(biāo)志。風(fēng)輪的作用是捕捉和吸收風(fēng)能。并將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。再由風(fēng)輪軸將能量送給傳動裝置以水平軸升力型風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪為例(以下圖)來說明風(fēng)輪功率的計(jì)算。,風(fēng)以速度V吹向風(fēng)輪時,風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。設(shè)旋轉(zhuǎn)著的風(fēng)輪其掃掠面積為A,空氣密度為 ,在1 s中內(nèi)流向風(fēng)輪的空氣所具有的動能為,1,假設(shè)風(fēng)輪的直徑為D ,那么,2,這些風(fēng)能不可能全部被風(fēng)輪捕獲。,風(fēng)輪捕獲風(fēng)能并將之轉(zhuǎn)換成機(jī)械能再由風(fēng)輪軸輸出的功率為N稱之為風(fēng)輪功率)。它與 之比,稱為風(fēng)輪功率系數(shù)(或風(fēng)能利用系數(shù)),用 表示,即
8、,3,4,式中 的值為。,由式3得知:,因此,當(dāng)風(fēng)輪大小、工作風(fēng)速一定時,應(yīng)盡可能提高 值,以增大風(fēng)輪功率。這是從事風(fēng)能開發(fā)利用的科技人員追求的主要目標(biāo)之一。,葉片及葉片材料,3.2.1.1 葉片開展趨勢,葉片是風(fēng)力機(jī)捕捉風(fēng)能的最重要部件。風(fēng)能利用效率取決于良好的葉片的空氣動力外型,以及具有高強(qiáng)度、高硬度、低密度以及較長使用壽命等優(yōu)良特點(diǎn)的制造材料。,風(fēng)力提水機(jī)的葉片,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片,常見的風(fēng)力機(jī)葉片的橫截面結(jié)構(gòu)圖,葉片材料選擇的要求及選擇規(guī)那么,葉片材料選擇規(guī)那么,2,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,玻璃纖維復(fù)合材料,碳纖維復(fù)合材料,玻璃鋼復(fù)合材料,葉片的主要材料特性,玻璃鋼葉片,用于葉片制造的材料一
9、般有木材、金屬,如鋼和鋁,以及玻璃鋼。由于葉片的木材一般要選用優(yōu)質(zhì)木材,如樺木、核桃木等,材料來源困難、取材率低、造價高、維修不便。,鋼,金屬材料制造,又存在加工復(fù)雜、工藝裝備多、生產(chǎn)周期長、產(chǎn)品不耐腐蝕等一系列問題。因此,目前在國內(nèi)已很少選用木材或金屬制造葉片,大多數(shù)采用玻璃鋼,。,3,玻璃鋼葉片的優(yōu)點(diǎn),4,20,3.2.2,輪轂,輪轂有固定式和鉸鏈?zhǔn)絻煞N,主軸也稱為低速軸,安裝在風(fēng)輪和齒輪箱之間。前端通過螺栓與輪轂剛性連接,后端與齒輪箱低速連接,承力大而且復(fù)雜。,3.2.3,主軸,風(fēng)機(jī)每經(jīng)歷一次起動和停機(jī),主軸所受的各種力,都將經(jīng)歷一次循環(huán),因此會產(chǎn)生循環(huán)疲勞,主軸有較高的綜合機(jī)械性,齒輪
10、箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵零部件之一。由于風(fēng)力機(jī)工作在低轉(zhuǎn)速下,而發(fā)電機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速下,為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)的匹配,采用增速齒輪箱。,3.3,齒輪箱,齒輪箱的分類,按照傳動的方式可以分為:展開式,分流式,同軸式以及混合式,自然界的風(fēng)速經(jīng)常變化。風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的增大而變快,發(fā)電機(jī)的輸出電壓、頻率、功率也增加;當(dāng)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速超過額定值時,有可能影響機(jī)組的使用壽命,甚至造成設(shè)備的毀壞。為使風(fēng)輪能以一定的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定地工作,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上設(shè)有調(diào)速裝置。,調(diào)速裝置是在風(fēng)速大于設(shè)計(jì)額定風(fēng)速時才起作用,因此,又被稱為限速裝置。當(dāng)風(fēng)速增至停機(jī)風(fēng)速時, 調(diào)速裝置能使風(fēng)輪順槳,(,風(fēng)向與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面平行,),停機(jī)。,3.
11、4,調(diào)速裝置,風(fēng)力機(jī)調(diào)速裝置調(diào)速原理,側(cè)翼及偏心裝置調(diào)速原理示意圖,縮小風(fēng)輪圓形迎風(fēng)面積,原理圖,發(fā)電機(jī)是將由風(fēng)輪軸傳來的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的設(shè)備,。,3.5,發(fā)電機(jī),塔架的功能是支撐位于空中的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),塔架與根底相連接,承受風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行引起的各種載荷,同時傳遞這些載荷到根底,使整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。,3.6,塔架,微型風(fēng)力機(jī),小,中型風(fēng)力機(jī),中,大小型風(fēng)力機(jī),大型風(fēng)力機(jī),3.7.1,機(jī)艙,3.7,控制系統(tǒng)及附屬部件,3.7.2,機(jī)頭座,回轉(zhuǎn)體,(,轉(zhuǎn)盤,),是塔架與機(jī)頭座的連接部件,通常由固定套、回轉(zhuǎn)圈以及位于它們之間的軸承組成。固定套銷定在塔架上部,回轉(zhuǎn)圈與機(jī)頭座相連,通
12、過它們之間的軸承和對風(fēng)裝置相連, 在風(fēng)向變化時,機(jī)頭便能水平地回轉(zhuǎn),使風(fēng)輪迎風(fēng)工作。,3.7.3,回轉(zhuǎn)體,大、中型風(fēng)力機(jī)的回轉(zhuǎn)體常借用塔式吊車上的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。,小型風(fēng)力機(jī)的回轉(zhuǎn)體通常是在上、下各設(shè)一組軸承,可采用圓錐滾子軸承。也可以上面用向心球軸承承受徑向載荷。下面用推力軸承來承受機(jī)頭的全部重量。,微型風(fēng)力機(jī)的回轉(zhuǎn)體不宜采用滾動軸承,而采用青銅加工的滑動軸承。這是為了防止機(jī)頭對瞬時變化的風(fēng)向過于敏感而導(dǎo)致風(fēng)輪的頻繁回轉(zhuǎn)。,制動裝置是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置(也稱剎車系統(tǒng))。對于微型和小型風(fēng)力發(fā)電機(jī),可采用如下圖的剎車機(jī)構(gòu)。,3.7.4,制動裝置,在中型和大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中,有采用葉尖氣動剎車和
13、機(jī)械式剎車組成的制動系統(tǒng)。,功率較大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,應(yīng)用電磁制動器和液壓制動器的,當(dāng)采用電磁制動器時,需要有外電源;當(dāng)采用液壓制動器時,除了需要外電源,還需要油泵,電磁閥,液壓油缸和管路等。,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傳動裝置包括增速器與聯(lián)軸器等。,通常,風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速低于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子需要的轉(zhuǎn)速,所以要增速,(,有的微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不設(shè)增速器而直接連接,),。增速器與發(fā)電機(jī)之間用聯(lián)軸器連接,為了少占用空間,往往將聯(lián)軸器與制動器設(shè)計(jì)在一起。,風(fēng)輪軸與增速器之間也有用聯(lián)軸器的,稱低速聯(lián)軸器。,3.7.5,傳動裝置,控制系統(tǒng)的功能,控制系統(tǒng)利用,DSP,微機(jī)處理機(jī),在正常運(yùn)行狀態(tài)下,主要通過對運(yùn)行過程模擬量和開關(guān)量的
14、采集、傳輸、分析,來控制風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速和功率;如發(fā)生故障或其他異常情況能自動地監(jiān)測并分析確定原因,自動調(diào)整排除故障或進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。,3.7.6,控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)的任務(wù),控制系統(tǒng)主要任務(wù)就是能自動控制風(fēng)電機(jī)組依照其特性運(yùn)行,自動檢測故障并根據(jù)情況采取相應(yīng)的措施,。,根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)載荷狀態(tài)、風(fēng)況、變漿變速風(fēng)電機(jī)組的特點(diǎn)及其它外部條件,將風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行情況主要分為以下幾類,:,待機(jī)狀態(tài);發(fā)電狀態(tài),;,停機(jī)狀態(tài),。,1 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由哪幾局部組成?,2 風(fēng)力機(jī)最重要的部件是哪局部?,3 風(fēng)力機(jī)調(diào)速裝置的調(diào)速原理有哪些?,4 控制系統(tǒng)主要任務(wù)是什么?,5 風(fēng)電發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況主要分為哪幾類?,思考題,人有了知識,就會具備各種分析能力,,明辨是非的能力。,所以我們要勤懇讀書,廣泛閱讀,,古人說“書中自有黃金屋。,通過閱讀科技書籍,我們能豐富知識,,培養(yǎng)邏輯思維能力;,通過閱讀文學(xué)作品,我們能提高文學(xué)鑒賞水平,,培養(yǎng)文學(xué)情趣;,通過閱讀報(bào)刊,我們能增長見識,擴(kuò)大自己的知識面。,有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操,,給我們巨大的精神力量,,鼓舞我們前進(jìn)。,謝謝!,