小型独立运行风力发电系统研究大学设计论文.docVIP

目 录 1风力发电机概述 2 1.1风力发电机的工作原理 2 1.2风的功率 2 1.3风力发电机的主要种类 3 1.4风力发电机结构 3 2.风力发电机装配 4 2.1风力发电机转子装配 4 2．2风力发电机转子技术要求 10 致谢 10 1风力发电机概述 1.1风力发电机的工作原理 图1-1风力发电机应用实物图 现代风力发电机采用空气动力学原理，就像飞机的机翼一样。风并非推 动风轮叶片，而是吹过叶片形成叶片正反面的压差这种压差会产生升力令旋转并不断横切风流 。风力发机主要包含三部分风轮机舱和塔杆风力发电机的风轮并不能 提取风的有功率根据Betz理论上风电机能够提取最大功是风的功率的59.6%大多数风电机只能提取风的功率的40%或者更少。风的能指的是风的动能特定质量的空气的动能可以用下列公式计算。能量=1/2X质量X( 速 度 )^2吹过特定面积风的的功率以用下列公式计 算 。 功率=1/2X空气密度X面积X( 速 度 )^3 其中功率单位为瓦特空密单位为千克/立方米面积指气流横截面积单 位为平方米速度单位米/秒 。 风力发电机的主要种类 根据叶片固定轴的方位风力发电机可以分为横轴和竖轴两类横轴式风 电机在世逆风风电机是一种风轮面向来风的横轴式风电机。大多数的风力发电 机是逆风式的 。 机舱：机舱包括齿轮箱、发电机。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上，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：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。　偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。塔：风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。风速计及风向标用于测量风速及风向风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能机头的转子是永磁体，定绕组切割磁力线产生电 图2-1风力发电机实物图 2.1风力发电机转子装配 1、嵌线准备 将待嵌转子用磨光机、锉等工具去毛刺，再用气枪去掉转子上的铁屑，然后检查转子是否合格。将转子支撑部铜牌用氧气焊焊接。对支撑部铜牌先用云母带半迭包两次，再用无碱带对其半迭包一次。在槽楔中安放绝缘垫条，最后将绝缘玻布板衬在槽中。 图2-2风力发电机转子轴图 图2-3磨光机 嵌线 按照次序将1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号铜牌嵌在相对应的转子线槽中。首先用扳手和橡胶锤将下层的5、6和3、4号线嵌在槽楔中，再用两个留有不同余量的扳手对下层线圈整形。然后把1、2号线嵌在上层，最后用扳手将上层线圈整形。用嵌子和橡胶锤把工子形镶块嵌在上下层线圈中。 3、风力发电机转子槽楔装配 方案一，裁剪槽楔并检查尺寸精度，引用垫条，用专用工具将槽楔敲进槽里并封好，线圈检验。方案二，裁剪槽楔并检查尺寸精度，用胶黏剂粘住垫条，用手将槽楔推进槽里，用垫条封槽。 方案最终确立：第一种方案，操作需两个人，需要装槽楔的专用工具；第二种方案，只需一人就可操作，无需专用工具，方便，轻松。综上所诉，选择第二种方案为宜。 整形扳手的改良，整形扳手，用于转子铜牌整形。在整形铜牌时，需留有40和50毫米或其他的空缺余量以供铜牌进行整形。第一种方案，用木块嵌在扳手中，并用胶布固定。第二种方案，用木块嵌在扳手中，用