风力发电机组的设计
摘要
通过这次风力发电机组的概念设计，巩固了以前所学的内容，理顺了专业课中所涉及的知识，进一步加深了对风力发电机组的认识。从已知风机额定功率如何求得叶轮直径、额定风速、额定转速到如何确定功率的控制方式、转动模式和如何选择适合机型的发电机、底座以及设计塔架中应考虑的问题、解决方法、强度计算和校核，对风力发电机的初步设计有了一定的掌握。
关键词：风力发电机组 叶轮 额定风速
前 言 4
课程设计任务书 5
1 概念设计 7
1.1概念设计的定义 7
2风力发电机的概念设计 8
2.1风力发电机设计参数 8
2.1.1 设计标准和设计等级 8
2.1.2风力发电机的额定功率 9
2.1.3风轮叶片数 9
2.1.4风力发电机的驱动方式 9
2.2额定风速的确定及分析 10
2.3叶轮直径的设计和分析 11
2.4额定转速的确定与分析 12
2.4.1转速的确定需要考虑的因素 12
2.4.2额定转速的计算 12
2.5功率控制方式 13
2.5.1被动失速控制 13
2.5.2变桨距控制 14
2.5.3主动失速控制 15
2.5.4功率控制方式的选择 16
2.6机组刹车系统 17
2.6.1气动刹车 17
2.6.2机械盘式刹车 18
2.6.3机组刹车系统的制动 18
2.7定速转动模式 19
2.7.1定速转动模式的特点 19
2.7.2定速运行存在的主要问题 19
2.7.3定速转动的优化 19
2.8发电机的选择 21
2.8.1发电机的类型 21
2.8.2定桨距风力发电机的选择 21
2.9塔架刚度要求 22
2.10其他要求 23
2.10.1定桨距风力发电机组的液压系统 23
2.10.2偏航系统 25
2.10.3 机舱 26
2.10.4轮毂 27
3零部件设计 29
3.1塔架的成本 29
3.2塔架的设计 30
3.2.1选择塔架的类型 30
3.2.2塔架的设计问题 31
3.2.3塔架高度的计算 31
3.2.4塔架固有频率的选定 31
3.2.5塔架的载荷计算 31
4.风力发电机齿轮箱的设定 35
4.1设计说明 35
4.2 设计要求 36
4.2.1 效率 36
4.2.2 噪声级 36
4.2.3 可靠性 37
4.3 齿轮箱设计思想 37
4.4 设计载荷 37
4.4.1 载荷分析 37
4.4.2 载荷计算 38
4.5 齿轮箱结构型式的确定 39
4.5.1 齿轮箱的类型与特点 39
4.5.2 齿轮箱图例 41
4.5.3 齿轮箱型式的确定 42
4.6 齿轮箱设计参数 42
4.7 齿轮传动设计 43
4.7.2 齿轮传动参数选择原则 44
4.7.3 材料、精度等级及齿数选定 45
4.7.4 按齿面接触强度设计 45
4.8 轴的设计 52
4.8.1 轴直径计算分析 52
4.8.2 轴肩部位分析 52
4.8.3 轴的材料分析 53
4.9 轴承的选取 53
4.9.1轴承类型确定 53
4.9.2 轴承的分析计算公式 53
4.10 齿轮与轴的联接 54
4.11 箱体设计论述 54
结束语 55
参考文献 56
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