風力發電機組設計與製造

基本介紹

• 書名：風力發電機組設計與製造
• 作者：姚興佳
• ISBN：978-7-111-36025-4

基本信息

印次： 1-2

責編： 王雅新 張丹丹 馮鋏

開本： 16開

字數： 256千字

定價： 24.0

所屬叢書： 普通高等教育風能與動力工程專業系列教材

裝訂： 平裝

出版日期： 2016-01-04

內容簡介

本書主要介紹風力發電機組的設計與製造。設計方面的內容包括風電機組機械設計基礎、總體設計、風輪與葉片設計、傳動與控制機構設計、塔架與基礎設計。製造方面的內容包括材料、製造工藝、裝配工藝、機艙部分試驗。本書除適合於大學本科及技術專科學校作為教材外，還適合於各類風電技術培訓班作為教學用書；適合於風電場和風電主機或配套企業管理人員、技術人員作為自學讀物。

目錄信息

第1章緒論1

1 1風力發電機組的構成與分類1　1 1 1風力發電機組的構成1　1 1 2風力發電機組的分類2

1 2設計依據和內容4　1 2 1設計依據4　1 2 2設計內容4

1 3設計原則和步驟5　1 3 1設計原則5　1 3 2設計步驟8

習題9

第2章風力發電機組機械設計基礎10

2 1風力發電機組的外部條件102 1 1風力發電機組等級10　2 1 2風況11　2 1 3其他環境條件16　2 1 4電網條件17

2 2風力發電機組結構設計17 2 2 1載荷17 2 2 2設計工況和載荷狀態18 2 2 3載荷計算21

2 3極限狀態分析22　2 3 1載荷和材料的局部安全係數22　2 3 2極限強度分析23　2 3 3疲勞失效分析24　2 3 4穩定性分析25　2 3 5臨界撓度分析25　2 3 6特殊局部安全係數25

習題25

第3章總體設計26

3 1總體參數26　3 1 1額定功率26　3 1 2設計壽命26　3 1 3額定風速、 切入風速和切出風速26　3 1 4風輪轉速26　3 1 5發電機額定轉速和轉速範圍28　3 1 6重要幾何尺寸29　3 1 7總質量、質心與轉動慣量30　3 1 8年度發電量31

3 2總體布局及部件集成化32 3 2 1總體布置原則32　3 2 2風力發電機組的典型布局33　3 2 3部件的集成化34

3 3整體校核計算353 3 1計算內容與數學模型35　3 3 2模型的後處理36

3 4模型實驗38 3 4 1相似條件38 3 4 2相似結果40 3 4 3模型機實驗中的問題41

3 5設計成本模型42

習題44

第4章風輪與葉片設計45

4 1概述45　4 1 1葉片的基本概念45　4 1 2風輪的幾何參數46　4 1 3風輪的物理特性48

4 2風輪的載荷設計計算48　4 2 1作用在風輪上的力和力矩48　4 2 2葉片載荷50　4 2 3葉片的受力分析51　4 2 4風輪的強度校核53

4 3葉片的氣動設計534 3 1風力機的性能指標53　4 3 2風力機的空氣動力學設計554 3 3葉片結構設計與製造60

4 4輪轂的結構設計與載荷分析68　4 4 1風輪輪轂的結構設計68　4 4 2風輪輪轂的載荷分析69

4 5葉片的設計軟體介紹704 5 1Garrad Hassan綜合軟體包704 5 2ANSYS軟體71

習題73

第5章傳動與控制機構設計 75

5 1主傳動鏈設計概述75　5 1 1主傳動鏈的布局形式75　5 1 2主傳動鏈的主要部件78　5 1 3主傳動鏈齒輪傳動特點與

設計要求83　5 1 4齒輪箱的基本傳動形式與構成85

5 2齒輪傳動設計基礎86　5 2 1輪系的概念86　5 2 2行星輪系的傳動比88　5 2 3組合輪系88

5 3風力發電機組齒輪箱設計89　5 3 1設計標準89　5 3 2設計載荷90　5 3 3齒輪箱的結構設計92　5 3 4傳動效率與噪聲93　5 3 5潤滑與冷卻94

5 4主傳動鏈制動機構的設計96　5 4 1風力發電機組關機過程的規劃96　5 4 2風力發電機組關機過程的

運動方程97 5 4 3空氣動力制動的設計99 5 4 4機械制動的設計100

5 5變槳距執行機構的設計102　5 5 1風力發電機組變槳距過程的

規劃102　5 5 2風力發電機組變槳距過程的

運動方程102　5 5 3電力驅動機構設計104 5 5 4液壓驅動機構設計105

5 6偏航執行機構的設計1075 6 1風力發電機組偏航過程的規劃1075 6 2偏航設計載荷的確定108　5 6 3偏航驅動機構設計1105 6 4偏航制動機構設計110

習題110

第6章塔架與基礎設計112

6 1設計概述112　6 1 1塔架的設計要素112　6 1 2塔架的基本結構形式114

6 2塔架的載荷分析1156 2 1塔架載荷的基本類型1156 2 2塔架的主要載荷116

6 3塔架的結構設計118　6 3 1基本設計內容1186 3 2鋼筒塔架的方案設計1196 3 3塔架的強度設計1206 3 4塔架的動特性分析1236 3 5塔筒的製造要求124

6 4塔架基礎設計124　6 4 1基本設計要求1246 4 2基礎的形式設計1256 4 3基礎的設計計算1276 4 4基礎土層對塔架固有頻率的

影響129

習題130

第7章風力發電機組的製造131

7 1材料131　7 1 1鋼材131　7 1 2鑄鐵133　7 1 3鋁合金133　7 1 4纖維增強塑膠134　7 1 5鋼筋混凝土和預應力鋼筋

混凝土135　7 1 6木材137

7 2製造工藝137　7 2 1焊接137　7 2 2螺紋或鉚釘連線138　7 2 3纖維增強塑膠的層壓138　7 2 4膠接140　7 2 5混凝土製造、養護和質量控制1417 2 6木材加工 （機械加工）143

7 3裝配工藝143　7 3 1裝配的基礎知識143　7 3 2機艙的裝配145

7 4機艙部分試驗153　7 4 1試驗目的153　7 4 2試驗條件153　7 4 3試驗準備154　7 4 4功能試驗和部分性能試驗154　7 4 5試驗數據記錄、 整理與分析處理155

習題155

參考文獻156