《风力机空气动力学》课件.pptVIP

风力机空气动力学风力机空气动力学是研究风力机叶片与空气相互作用的学科。主要内容包括叶片气动特性、风力机功率系数、风力机效率等。

课程简介风力发电风力发电是利用风能发电，清洁环保、可再生、可持续发展。空气动力学课程介绍风力机叶片气动力学原理，包括叶片设计、性能分析等。风电场课程涉及风力机选型、风电场布局、发电效率等关键问题。

风力发电简史1古代风车公元前1世纪，中国和波斯开始使用风车219世纪风力泵浦首次应用于美国320世纪70年代石油危机推动了风力发电技术的发展421世纪风力发电成为全球发展最快的清洁能源风力发电技术经历了从古代风车到现代大型风力发电机的演变。风力发电的应用在20世纪70年代石油危机后加速发展，如今已成为全球重要的清洁能源之一。

风力机工作原理1风能转化风力机叶片旋转，利用风能驱动转子。2机械能转化转子带动发电机，将机械能转化为电能。3电力传输发电机产生的电力通过电网传输到用户。

风力机转子设计叶片形状和尺寸叶片是风力机最重要的组成部分之一，其形状和尺寸直接影响着风力机的效率和发电量。叶片材料现代风力机叶片通常使用复合材料，例如玻璃纤维和树脂，以确保其轻巧、耐用和坚固。叶片安装角度叶片安装角度影响着风力机的起动风速和发电量，需要根据当地风况进行优化设计。转子系统平衡确保转子系统的平衡，可以有效降低风力机运行过程中的振动和噪音，提高其稳定性和可靠性。

叶片气动力分析叶片气动力分析是风力机设计的重要环节，通过计算叶片在不同迎角和风速下的受力情况，确定叶片形状和尺寸，优化叶片效率，提高风力机性能。分析方法包括理论计算、数值模拟和实验测试，涉及流体力学、空气动力学和结构力学等多个学科，需要综合考虑叶片形状、翼型、材料和运行环境等因素。

叶片迎角控制11.调整迎角改变风力机叶片与风向的夹角，控制叶片受力的大小。22.优化效率提高风能利用率，降低风力机运行成本，减少能量损失。33.平稳运行防止风力机因风力变化过大而出现震动或失控现象。44.保护机组在强风或异常情况下，通过调整迎角降低风力机负荷，保护风力机安全运行。

叶片可变迎角设计可变迎角设计提高风能利用率，适应不同风速条件。根据风速变化，调整叶片迎角，最大化风能转化为机械能。可变迎角系统调节叶片角度，改变风能捕捉效率。系统包括传动机构、控制系统和传感器等，实现叶片角度精准控制。

迎角调节方式机械调节利用机械装置改变叶片迎角。主要方式有液压系统和电气系统，通过控制系统调节液压油或电机驱动叶片旋转。主动控制利用传感器采集风速、风向等信息，实时调整叶片迎角，提高发电效率，降低噪声。被动控制利用叶片自身重量或弹性，根据风力大小自动改变迎角，简化结构，降低成本。

风力机定子设计1定子结构定子由定子铁芯、定子绕组和定子机壳组成，是发电机的重要组成部分，负责将磁场能量转换为电能。2定子铁芯定子铁芯由叠压的硅钢片构成，其作用是引导磁场，并提供磁通路径，从而提高发电机效率。3定子绕组定子绕组由导线绕制而成，其作用是接收定子铁芯产生的磁通量，并产生感应电流。4定子机壳定子机壳用于固定定子铁芯和定子绕组，并保护发电机内部组件。

发电机选型功率匹配发电机功率应与风力机额定功率匹配，确保高效运行。风力发电系统通常采用同步发电机，可实现最佳能量转换。效率与可靠性选择高效率、低损耗的发电机，最大程度提高能量利用率。发电机应具有可靠性高、维护方便的特点。环境适应性考虑风力机安装环境，选择适应恶劣天气条件、抗腐蚀性能优良的发电机。

电力传输及控制电能传输风力机发电后，需要将电能输送到电网，并进行相应的电压转换。控制系统控制系统负责监测风力机运行状态，调节叶片迎角，并控制发电机输出功率。安全保护电力传输过程中，需要确保设备安全运行，并配备完善的安全保护装置。智能控制风力机采用智能控制技术，可以实现对风力机运行的实时监测和优化控制。

机组安装与调试1基础安装将风机基础固定在预制好的基础上。2塔架安装将风机塔架部分吊装到基础上。3机舱安装将风机机舱部分吊装到塔架顶端。4叶片安装将风机叶片安装到机舱的轮毂上。5调试对风机各部件进行调试和测试，确保正常运行。风机安装过程需要严格按照设计规范进行，确保安全和质量。调试阶段需要对风机进行全面的检查和测试，以确保其安全运行。

机组运行维护1定期检查定期检查风力机组的各个部件，例如叶片、齿轮箱、发电机等，以确保其正常运行。2故障排除对发现的故障及时进行诊断和排除，避免故障升级，影响机组正常运行。3数据监测对风力机组运行数据进行实时监测，例如风速、功率输出、温度等，及时发现异常情况。4维护保养根据风力机组的运行状况，进行必要的维护保养，例如更换润滑油、清洗叶片、检查电气系统等。

故障诊断与预防措施叶片故障诊断叶片损伤，裂纹，腐蚀，变形，风力机