1、 本科生课程设计本科生课程设计 题题 目目： 800KW 风力发电机组概念设计 学学 院院： 机械交通学院 专专 业业： 风电专业 班级班级： 052 2009 年年 1 月月 10 日日 目目 录录 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 7 2.1 风力发电机设计参数. 7 2.1.1 设计标准和设计等级. 7 2.1.2 风力发电机的额定功率 . 8 2.1.3 风轮叶片数 . 8 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. 9 2.3 叶轮直径的设计和分析 10 2.4 额定转速的确定与分
2、析 11 2.4.1 转速的确定需要考虑的因素 11 2.4.2 额定转速的计算 12 2.5 功率控制方式 12 2.5.1 被动失速控制 12 2.5.2 变桨距控制 13 2.5.3 主动失速控制 14 2.5.4 功率控制方式的选择 15 2.6 机组刹车系统 16 2.6.1 气动刹车 16 2.6.2 机械盘式刹车 17 2.6.3 机组刹车系统的制动 17 2.7 定速转动模式 18 2.7.1 定速转动模式的特点 18 2.7.2 定速运行存在的主要问题 18 2.7.3 定速转动的优化 18 2.8 发电机的选择 20 2.8.1 发电机的类型 20 2.8.2 定桨距风力发
3、电机的选择 20 2.9 塔架刚度要求 21 2.10 其他要求. 22 2.10.1 定桨距风力发电机组的液压系统 . 22 2.10.2 偏航系统 . 24 2.10.3 机舱. 25 2.10.42.10.4 轮毂轮毂 . 26 3 零部件设计 . 28 3.1 塔架的成本 28 3.2 塔架的设计 29 3.2.1 选择塔架的类型 29 3.2.2 塔架的设计问题 30 3.2.3 塔架高度的计算 30 3.2.4 塔架固有频率的选定 30 3.2.5 塔架的载荷计算 30 4.风力发电机齿轮箱的设定. 34 4.1 设计说明 34 4.2 设计要求 . 35 4.2.1 效率 35
4、4.2.2 噪声级 35 4.2.3 可靠性 36 4.3 齿轮箱设计思想 36 4.4 设计载荷 36 4.4.1 载荷分析 36 4.4.2 载荷计算. 37 4.5 齿轮箱结构型式的确定 . 38 4.5.1 齿轮箱的类型与特点 38 4.5.2 齿轮箱图例 40 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 12 4.8.1 轴直径计算分析 12 4.8.2 轴肩部位分析 12 4.8.3 轴的材
5、料分析 13 4.9 轴承的选取 13 4.9.1 轴承类型确定 13 4.9.2 轴承的分析计算公式 13 4.10 齿轮与轴的联接 . 14 4.11 箱体设计论述 . 14 结束语. 15 参考文献 166 前前 言言 学习完风力发电机设计基础这门课程，崔新维老师布置了有关风力发电 机组概念设计的课程任务。课程设计时间为 2 个星期。 这门课程是我们 “风电工程” 专业方向的最后一门专业课程， 前期通过对 空 气动力学基础 、 风资源分析 、 风力发电机载荷分析 、 风电场运行及维护 、 风力发电机组的控制技术等课程的学习以及有关风电的软件如 Wasp、 Bladed、 Wind far
6、mer 的初步应用。对风力发电机的设计、制造、运行维护有 了系统、初步的了解。为今后从事风力发电机的设计制造、运行维护、技术服务 及相关技术工作奠定了一定的基础。 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。 本课程设计参考了很多参考书和网上的资料， 在设计中也查阅了图书馆中与 风电相关的书籍。鉴于本人水平有限及对风力发电机组方面知识的了解不足，课 程设计说明书中存在错误之处，请崔老师给予指导和指正。 戴海波 2009 年 1 月 课程设计任务书课程设计任务书 一. 课程设计的时间流程 本课程设计按如下流程进行。 序号 内容 时间分配 (天) 备注 1 任务分配与
