2.3风力发电机组的结构及组成

新能源技术工程系张媛媛风力发电机组的结构及组成按其容量划分小型（10KW以下)中型（10~100KW)大型（100KW以上））风力发电机组是将风能转化为电能的装置按其主轴与地面的相对位置水平轴风力发电机组（主轴与地面平行）垂直轴风力发电机组（主轴与地面垂直）风力发电机组概述3风电机组风轮轮毂変桨导流罩机舱主轴系统增速箱发电机偏航刹车散热排风机舱罩风速风向仪塔架风电机组的工作原理和结构叶片轮毂风轮轴风轮的组成图风轮风轮及其组成风轮是风力机最重要的部件，它是风力机区别于其它动力机的主要标志。风轮的作用是捕捉和吸收风能。并将风能转变成机械能。再由风轮轴将能量送给传动装置以水平轴升力型风力机的风轮为例(下图)来说明风轮功率的计算。风以速度V吹向风轮时，风轮转动。设旋转着的风轮其扫掠面积为A，空气密度为，在1s中内流向风轮的空气所具有的动能为（1）若风轮的直径为D，则（2）这些风能不可能全部被风轮捕获。231122VNmVAV23323112248VDNAVVDV风轮捕获风能并将之转换成机械能．再由风轮轴输出的功率为N（称之为风轮功率)。它与之比，称为风轮功率系数(或风能利用系数)，用表示，即（3）（4）式中的值为0.2～0.5。238PVNNCNDVPCVDN328PCVNPC由式（3）得知：因此，当风轮大小、工作风速一定时，应尽可能提高值，以增大风轮功率。这是从事风能开发利用的科技人员追求的主要目标之一。PC风轮功率与风轮直径的平方成正比风轮功率与风速的立方成正比风轮功率与风轮的叶片数目无直接关系风轮功率与风轮功率系数成正比新型复合材料叶片。复合材料叶片铝合金叶片钢梁玻璃纤维蒙皮叶片布蒙皮叶片叶片材料经历了木制叶片叶片是风力机的关键部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素叶片及叶片材料风力机风轮叶片向大功率、长叶片方向发展风力机风轮叶片不断的更新设计，以有好的气动性能碳纤维复合材料在风力机风轮叶片上的应用不断扩大在风力机叶片上大量采用碳纤维复合材料，但是又取决于碳纤维的价格叶片发展趋势叶片横截面形状基本类型平板型弧板型流线型叶片是风力机捕捉风能的最重要部件。风能利用效率取决于良好的叶片的空气动力外型，以及具有高强度、高硬度、低密度以及较长使用寿命等优良特点的制造材料。风力提水机的叶片风力发电机组的叶片常见的风力机叶片的横截面结构图叶片材料选择的要求及选择规则叶片材料选择要求运行要求材料特性可靠性物理属性可处理性回收再利用性经济性安全性良好的力学、热学及化学特性高硬度、高强度、低密度使用寿命长、良好的耐腐蚀性要易于生产加工、要价格合理加工助剂的价格要尽量低廉并且操作时不污染环境叶片材料选择规则2纤维增强复合材料玻璃纤维复合材料碳纤维复合材料玻璃钢复合材料叶片的主要材料特性玻璃钢叶片用于叶片制造的材料一般有木材、金属，如钢和铝，以及玻璃钢。由于叶片的木材一般要选用优质木材，如桦木、核桃木等，材料来源困难、取材率低、造价高、维修不便。钢金属材料制造，又存在加工复杂、工艺装备多、生产周期长、产品不耐腐蚀等一系列问题。因此，目前在国内已很少选用木材或金属制造叶片，大多数采用玻璃钢。3玻璃钢叶片的优点可充分根据叶片的受力特点设计强度和刚度容易成型，易于达到最大气动效果的翼型优良的动力性能和较长的使用寿命维修简便，以节省大量人力物力耐腐蚀性和耐气候性好易于修补4轮毂轮毂是将叶片和叶片组固定到转轴上的装置。它将风轮的力和力矩传递到主传动机构中•轮毂是用铸钢或钢板焊接而成。铸钢在加工前要对其进行探伤，绝不允许有夹渣，缩孔，砂眼，裂纹等缺陷。焊接的轮毂，其焊缝必须经过超声波检查，并按浆叶可能承受的最大离心力载荷确定钢板的厚度。此外，还要考虑交变应力引起的焊缝疲劳•焊接的轮毂，其焊缝必须经过超声波检查，并按浆叶可能承受的最大离心力载荷确定钢板的厚度。此外，还要考虑交变应力引起的焊缝疲劳轮毂有固定式和铰链式两种主轴也称为低速轴，安装在风轮和齿轮箱之间。前端通过螺栓与轮毂刚性连接，后端与齿轮箱低速连接，承力大而且复杂。主轴受力形式轴向力径向力转矩弯矩剪切力风机每经历一次起动和停机，主轴所受的各种力，都将经历一次循环因此会产生循环疲劳主轴有较高的综合机械性