第2章 风力机 《风能利用》课件.ppt

第2章 风力机 2.1风力机的组成与分类 2.2 水平轴升力型风力机综览 2.3大型水平轴升力型风力机 2.4小型水平轴升力型风力机 2.5垂直轴升力型风力机 2.6阻力型风力机 2.7水平轴和垂直轴风力机的比较 2.8其它形式风力机 2.1风力机的组成与分类2.1.1 组成 风力机按结构形式分类 2.2 水平轴升力型风力机综览 2.3大型水平轴升力型风力机 2.3.1叶片 1.外部特征 （1）叶尖 叶片距离风轮回转轴线的最远点； （2）叶根 叶片与轮毂连接点； （3）叶片长度 叶尖与叶根之间的距离； （4）叶片投影面积 叶片在风轮扫掠面上的投影的面积。 2.翼型的几何定义 3.翼型举例 4.剖面结构 5.常用材料 （1）木材 （2）钢材 （3）铝合金 （4）玻璃纤维复合材料 （5）碳纤维复合材料 2.3.2轮毂 2.3.3风轮 1.理想风轮 2.几何定义 （1）风轮直径：叶尖旋转圆的直径，风轮直径的大小与风轮的功率直接相关； （2）轮毂高度：轮毂高度指风轮旋转中心到基础平面的垂直距离。 （3）风轮扫掠面积：风轮旋转时的回转面积； （4）风轮实度：风轮叶片投影面积的总和与风轮扫掠面积的比值； （5）风轮偏角：风轮轴线与气流方向的夹角在水平面的投影角；（6）风轮锥角：叶片轴线与旋转轴垂直的平面的夹角。对于上风式风力机，锥角的作用是风轮运行状态下，防止叶尖与塔架碰撞；对于下风式风力机，可以减少叶根的弯曲应力；（7）风轮仰角：风轮旋转轴与水平面的夹角。仰角的作用是防止叶尖与塔架碰撞。 （8）挥向：风力机叶片偏离风轮旋转平面方向的振动称为挥舞，挥舞的方向称为挥向；（9）摆向：风力机叶片在风轮旋转平面方向内的振动称为摆振，摆振的方向称为摆向。（10）桨距：在半径r处几何螺旋线的螺距，该螺旋线与风轮同轴并和半径r处的翼型几何弦相切。翼型几何弦与风轮扫掠平面的夹角称为桨距角，用β表示。 3. 物理特性 （1）风轮转速 （2）叶尖速度比 （3）叶素 （4）周速比（5）旋转尾流 （6）作用在叶素上的力 叶片的失速 （7）速度三角形 （8）推力系数、转矩系数 （9）风轮的特性曲线 转矩—转速特性 功率-转速特性 （10）实际风轮的风能利用系数 （11）特征风速：1）切入风速：风力机对额定负载开始有功率输出时，轮毂高度处的最小风速；2）切出风速：由于调节器的作用使风力机对额定负载停止功率输出时，轮毂高度处的的风速；3）工作风速范围：风力机对额定负载有功率输出的风速范围；4）额定风速：使风力机达到规定输出功率的最低风速；5）起动风速：风力机的风轮开始旋转时的最小风速；6）停车风速：控制系统使风力机风轮停止转动的最小风速。 4.叶片数 风轮实度与尖速比的关系 2.3.4 额定功率调节 1.失速调节 2.变桨距 （1）液压变桨距机构 （2）电动变桨距机构 （3）电—液变桨距机构 3.主动失速 2.3.5 偏航 2.3.6支承体系1.机舱壳体 2.塔架 3.基础 2.4小型水平轴升力型风力机 2.4.1 风轮 侧翼侧偏法 偏心侧偏法 飞锤式 飞杆式 2.4.3方向调节 1.尾舵 2.舵轮 2.4.4 安全控制 2.4.5 塔架 2.4.6 回转体 2.5垂直轴升力型风力机 2.6阻力型风力机 2.7水平轴和垂直轴风力机的比较 2.4.2转速调节 * * 风能利用系数 贝茨极限