风力发电机组设计与制造课程设计.doc

课程设计(综合实验)报告(2012–2013年度第二学期)名称:院系:班级:学号:学生姓名:指导教师:设计周数:成绩:日期:2013年7月3日目录Ø 任务书 4一 设计内容 4二 目的与任务 4三 主要内容 4四 进度计划 5五 设计(实验)成果要求 5六 考核方式 5Ø 总体参数设计 5一 额定功率 5二 设计寿命 5三 额定风速、切入风速、切除风速 5四 重要几何尺寸 51 风轮直径和扫掠面积 52 轮毂高度 6五 总质量 6六 发电机额定转速和转速范围 6七 叶片数B 6八 功率曲线和Ct曲线 61 功率曲线 62 Ct曲线 7九 确定攻角α,升力系数CL,叶尖速比λ,风能利用系数Cp 7十 风轮转速 7十一 其他 7十二 风电机组等级选取 7Ø 叶片气动优化设计 7一 优化过程 8二 叶片优化结果 8Ø 主要部件载荷计算 8一 叶片载荷计算 81 作用在叶片上的离心力Fc 82 作用在叶片上的风压力Fv 93 作用在叶片上的气动力矩 94 作用在叶片上的陀螺力矩Mk 9二 主轴载荷计算 9三 塔架载荷计算 101 暴风工况风轮气动推力计算 102 塔架的强度设计(考虑塔架高度折减系数的强度计算) 11Ø 主要部件功率 12一 发电机 13二 变流器 13三 齿轮箱 13四 联轴器 13五 偏航 13Ø 风电机组布局 13Ø 设计总结 13Ø 附录 15图1 15图2 16图3 16图4 16图5 17图6 17图7 18图8 18图9 18图10 19图11 19图12 20图13 20图14 20图15 21Ø 参考文献 21任务书设计内容风电机组总体技术设计目的与任务主要目的:,掌握系统的总体设计方法;;。主要任务:每位同学独立完成风电机组总体技术设计,包括:;(齿轮箱、发电机和变流器)技术参数;(叶片、风轮、主轴、连轴器和塔架等)载荷和技术参数;;。。。:,,,当地历史最大风速为49m/s,。采用63418翼型,63418翼型的升力系数、阻力系数数据如表1所示。。(1)确定整机设计的技术参数。设定几种风力机的Cp曲线和Ct曲线,风力机基本参数包括叶片数、风轮直径、额定风速、切入风速、切出风速、功率控制方式、传动系统、电气系统、制动系统形式和塔架高度等,根据标准确定风力机等级;(2)关键部件气动载荷的计算。设定几种风轮的Cp曲线和Ct曲线,计算几种关键零部件的载荷(叶片载荷、风轮载荷、主轴载荷、连轴器载荷和塔架载荷等);根据载荷和功率确定所选定机型主要部件的技术参数(齿轮箱、发电机、变流器、连轴器、偏航和变桨距电机等)和型式。以上内容建议用计算机编程实现,确定整机和各部件(系统)的主要技术参数。(3)塔架根部截面应力计算。计算暴风工况下风轮的气动推力,参考风电机组的整体设计参数,计算塔架根部截面的应力。最后提交有关的分析计算报告。进度计划序号设计(实验)、发电机、(实验)成果要求提供设计的风电机组的性能计算结果;绘制整机总体布局工程图。考核方式每人提交一份课程设计报告;准备课程设计PPT,答辩。总体参数设计额定功率根据《设计任务书》要求,。设计寿命风力发电机组安全等级Ⅰ~Ⅲ的设计寿命至少为20年。故设计寿命为20年。额定风速、切入风速、切除风速切入风速Vin=3m/s;额定风速Vr=13m/s;切除风速Vout=25m/s。重要几何尺寸风轮直径和扫掠面积风轮直径决定机组在多大的范围内获取风中蕴含的能量。直径应根据不同风况与额定功率匹配,以获得最大的年发电量和最低的发电成本。风轮直径有下述简单计算公式:D=8PrCpρvr3πη1η2=8×××133×π××=——额定输出功率,;η1——主传动系统的总效率,;η2——发电系统效率,,;Cp——风能利用系数,;ρ——空气密度,