风力发电机设计

前言1

1概述3

1.3  风力的等级选择4

1.4风能利用发展中的关键技术问题5

2风轮的结构设计7

2.1　风轮设计中的关键技术-迎风技术7

2.2 风轮桨叶的结构设计8

2.2.1  桨叶材料的选择8

2.2.2  风轮扫掠半径的参数计算8

2.2.3  风轮的半径分配问题9

2.3　理想风能的利用9

2.4　桨叶轴的结构设计计算12

2.4.1 桨叶轴危险截面轴颈的计算12

2.4.2  桨叶轴各轴段轴颈的结构设计计算14

2.5　风力发电机组的功率调节问题14

2.6  风轮桨叶的复位弹簧参数计算16

2.7　风轮的桨叶轴轴承座上的螺栓强度校核计算19

2.7.1　轴承座上螺栓组的布置问题19

2.7.2　螺栓的受力分析和参数计算20

2.7.3　轴承座上螺栓直径的计算21

3风力发电机的主轴结构设计22

3.1主轴的相关参数的选择和计算22

3.2轴段设计与校核22

4  风力发电机的增速器和电动机的选取25

4.1  主轴与增速器之间的联轴器25

4.2.2  联轴器的型号及主要参数25

4.2  风力发电机增速器的选择25

4.2.1  使用范围和特点25

4.2.2  型号的选择26

4.3发电机的选取26

4.3.1  选择发电机应综合考虑的问题26

4.3.2  型号选择26

5风力发电机的回转体结构设计和参数计算27

5.1初步估计回转体危险轴颈的大小27

5.2  结构设计28

6.1　刹车装置的设计29

6.2选择滑环29

6.3　托架的基本结构30

7 结论31

参考文献32

附录A33

我国虽然是利用风力进行发电的最早的国家之一，但在其应用技术以及应用范围上的发展却不容乐观。从现在开始，大力开展风力发电事业，我国未来的风力发电的前景是很有希望的，虽然国外的风力发电技术已比较成熟，但我们应大力开展自主研发。

本文根据我国现有的风力发电的基本理论，对风力发电机的风轮，主轴，回转体和刹车装置的结构进行了设计.根据实际工况要求和相关的设计参数对所设计的结构中的重要元件进行了校和.其中，风轮是重点进行设计的元件.风轮的结构包括桨叶，桨叶轴，圆盘及其上面的其他元件。通过对风力发电机的结构设计，使它基本实现了风能转化为电能。这就使自然风为我们人类所用.本文所设计的装置基本能保证五千瓦的功率输出，但设计过程中也会因为考虑的不全面而使功率损失掉一部分，这些还需要进一步进行研究。

在桨叶轴的设计中，考虑了多种因素及极限风速对其的影响，因此桨叶轴的设计浪费可能较大，对主轴以及回转体会产生的一定的影响，在今后的实际设计应用中应加以注意和考虑。

在桨叶的设计中，由于无法完成对空气动力学的研究，以及生产的困难，桨叶整体结构设计较为简单，在条件允许的情况下，应对桨叶进行虚拟仿真设计，进行实际风动实验，以考虑其夹角，以及与圆盘轮毂夹角等问题。

刹车装置的设计考虑结构简单起见，未进行自动化设计，在实际生产中，考虑人工因素，应设计成可通过电力自动刹车。