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课程设计(综合实验)报告
( 2012 – 2013 年度第二学期)
名 称:《风力发电机组设计与制造》
课程设计报告
院 系: 可再生能源学院
班 级: 风能xxxxx班
学 号: xxxxxxxxxxxx
学生姓名: xxxxxx
指导教师: 田德、王永
设计周数: 2
成 绩:
日期:20xx年 x月x日
目录
TOC \h \z \t 标题,1,副标题,2,课设三级,3,题注,2 ? 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 7
五 设计(实验)成果要求 7
六 考核方式 8
? 总体参数设计 8
一 额定功率 8
二 设计寿命 8
三 额定风速、切入风速、切除风速 8
四 重要几何尺寸 8
1 风轮直径和扫掠面积 8
2 轮毂高度 8
五 总质量 9
六 发电机额定转速和转速范围 9
七 叶片数B 9
八 功率曲线和Ct曲线 9
1 功率曲线 9
2 Ct曲线 10
九 确定攻角α,升力系数CL,叶尖速比λ,风能利用系数Cp 10
十 风轮转速 12
十一 其他 12
十二 风电机组等级选取 12
? 叶片气动优化设计 13
一 优化过程 13
二 叶片优化结果 14
? 主要部件载荷计算 14
一 叶片载荷计算 15
1 作用在叶片上的离心力Fc 15
2 作用在叶片上的风压力Fv 15
3 作用在叶片上的气动力矩 16
4 作用在叶片上的陀螺力矩Mk 16
二 主轴载荷计算 16
三 塔架载荷计算 17
1 暴风工况风轮气动推力计算 17
2 塔架的强度设计(考虑塔架高度折减系数的强度计算) 18
? 主要部件功率 20
一 发电机 20
二 变流器 21
三 齿轮箱 21
四 联轴器 21
五 偏航 22
? 风电机组布局 22
? 设计总结 23
? 参考文献 25
附页……………………………………………………………………………………………………….25
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:
1. 以大型水平轴风力机为研究对象,掌握系统的总体设计方法;
2. 熟悉相关的工程设计软件;
3. 掌握科研报告的撰写方法。
主要任务:
每位同学独立完成风电机组总体技术设计,包括:
1. 确定风电机组的总体技术参数;
2. 关键零部件(齿轮箱、发电机和变流器)技术参数;
3. 计算关键零部件(叶片、风轮、主轴、连轴器和塔架等)载荷和技术参数;
4. 完成叶片设计任务;
5. 确定塔架的设计方案。
6. 每人撰写一份课程设计报告。
主要内容
每人选择功率范围在2MW至6MW之间的风电机组进行设计。
原始参数:风力机的安装场地50米高度年平均风速为7.0m/s,60米高度年平均风速为7.3m/s,70米高度年平均风速为7.6 m/s,当地历史最大风速为49m/s,用户希望安装1.5 MW至6MW之间的风力机。采用63418翼型,63418翼型的升力系数、阻力系数数据如表1所示。空气密度设定为1.225kg/m3。
表1-63418翼型的升力系数、阻力系数数据
攻角
升力系数
阻力系数
扭矩系数
-180
-0.475
0.028
0
-179.9
-0.475
0.028
0
-177.79
0.083
0.039
0
-172.18
0.701
0.07
0
-168.55
0.917
0.172
0
-165.1
0.661
0.268
0
-159.59
0.477
0.344
0
-154.91
0.612
0.426
0
-150.61
0.697
0.536
0
-145.49
0.757
0.681
0
-141.27
0.716
0.772
0
-134.54
0.643
0.829
0
-127.58
0.572
0.886
0
-124.17
0.537
0.938
0
-120.56
0.466
1
0
-115.24
0.361
1.069
0
-109.23
0.287
1.108
0
-104.33
0.179
1.145
0
-100.65
0.094
1.167
0
-96.72
0.023
1.183
0
-88.29
-0.099
1.18
0
-82.73
-0.192
1.166
0
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