风力发电机组叶片结构

风力发电机的组成部件及其功用风力发电机是将风能转换成机械能，再把机械能转换成电能的机电设备。

风力发电机通常由风轮、对风装置、调速装置、传动装置、发电机、塔架、停车机构等组成。

下面将以水平轴升力型风力发电机为主介绍它的各主要组成部件及其工作情况。

图3-3-4和3-3-5是小型和中大型风力发电机的结构示意图。

图3-3-4 小型风力发电机示意图1—风轮2—发电机3—回转体4—调速机构5—调向机构6—手刹车机构7—塔架8—蓄电池9—控制/逆变器图3-3-5 中大型风力发电机示意图1—风轮；2—变速箱；3—发电机；4—机舱；5—塔架。

1 风轮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。

其作用是捕捉和吸收风能，并将风能转变成机械能，由风轮轴将能量送给传动装置。

风轮一般由叶片（也称桨叶）、叶柄、轮毂及风轮轴等组成（见图3-3-6）。

叶片横截面形状基本类型有3种（见图第二节的图3-2-3）：平板型、弧板型和流线型。

风力发电机的叶片横截面的形状，接近于流线型；而风力提水机的叶片多采用弧板型，也有采用平板型的。

图3-3-7所示为风力发电机叶片（横截面）的几种结构。

图3-3-6 风轮1.叶片2.叶柄3.轮毂4.风轮轴图3-3-7 叶片结构（a）、(b)—木制叶版剖面； (c)、(d)—钢纵梁玻璃纤维蒙片剖面；(e) —铝合金等弦长挤压成型叶片；(f)—玻璃钢叶片。

木制叶片（图中的a与b）常用于微、小型风力发电机上；而中、大型风力发电机的叶片常从图中的（c）→（f）选用。

用铝合金挤压成型的叶片（图中之e），基于容易制造角度考虑，从叶根到叶尖一般是制成等弦长的。

叶片的材质在不断的改进中。

1 机头座与回转体风力发电机塔架上端的部件——风轮、传动装置、对风装置、调速装置、发电机等组成了机头，机头与塔架的联结部件是机头座与回转体（参阅后面的图3-3-24）。

（1）机头座它用来支撑塔架上方的所有装置及附属部件，它牢固如否将直接关系到风力机的安危与寿命。

风力发电机组风轮的主要部件介绍风轮是获取风中能量的关键部件，由叶片、轮毂、变桨系统组成。

1、叶片叶片具有空气动力外形，在气流作用下产生转矩驱动风轮转动，并通过轮毂将扭矩输入到传动系统。

风轮按叶片数量可以分为单叶片、双叶片、三叶片和多叶片几种，其中三叶片风轮由于稳定性好，在并网型风力发电机组上得到广泛的应用。

（1）叶片的结构类型①实心木制叶片采用优质木材加工而成，由于木材吸收水分容易变形，需在其表面再覆上一层玻璃钢。

①金属材料叶片由管梁、金属肋条和蒙皮组成。

金属蒙皮做成气动外形，用钢钉和环氧树脂将蒙皮、肋条和管梁粘接在一起。

①玻璃钢叶片由梁和具有气动外形的玻璃钢蒙皮做成，玻璃钢蒙皮较厚，具有一定的强度。

同时，可以在玻璃钢蒙皮内填充泡沫，以增加强度。

目前，并网型风力发电机组大多采用玻璃钢叶片。

玻璃钢叶片具有重量轻、容易成形、耐腐蚀、疲劳强度好、易于修补等优点。

玻璃钢结构的梁作为叶片的主要承载部件，梁常有矩形、I形和C形等形式。

常用的玻璃钢结构叶片如下图所示。

▲玻璃钢结构叶片a）矩形梁结构叶片b）I形梁结构叶片c）C形梁结构叶片（2）叶根连接结构型式叶片通过叶根用螺栓与轮毂连接，叶根的结构有螺纹件预埋式、钻孔组装式和法兰预埋式等结构。

①螺纹件预埋式在叶片成形过程中，直接将经过特殊表面处理的螺纹件预埋在玻璃钢中。

这种结构形式连接最为可靠，避免了对玻璃钢结构层的加工损伤，唯一要求是每个螺纹件的定位必须准确。

其结构型式如下图所示。

▲螺纹件预埋式叶根连接①钻孔组装式叶片成形后，用专用钻床和工装在叶根部位钻孔，将螺纹件装入，如下图所示。

这种方式要在叶片根部的玻璃钢结构层上加工出几十个φ80mm以上的孔，损伤了玻璃钢的结构整体性，降低了叶片根部的结构强度。

而且螺纹件的垂直度不易保证，容易给现场组装带来困难。

▲钻孔组装式叶根连接①法兰预埋式将预先加工并经过钻孔、攻螺纹的铝制或不锈钢制法兰预埋到玻璃钢结构层中，如下图所示。

风力发电叶片1. 简介风力发电是利用风能产生电力的一种可再生能源技术。

在风力发电系统中，风力发电叶片是将风能转化为机械能的重要组成部分。

本文将介绍风力发电叶片的结构设计、材料选择和性能优化等相关内容。

2. 结构设计风力发电叶片的结构设计是保证其工作效率和稳定性的关键。

一般而言，风力发电叶片采用对称的空气动力学外形，以提高其抗风载荷和动态特性。

常见的风力发电叶片设计结构包括单叶片结构、双叶片结构和三叶片结构。

2.1 单叶片结构单叶片结构是最简单的风力发电叶片设计，通常由一根悬臂梁构成。

该结构的优点是结构简单、重量轻，适用于小型风力发电系统。

然而，由于单叶片结构的刚度较低，容易受到外部风载荷的影响，稳定性较差。

2.2 双叶片结构双叶片结构是常见的风力发电叶片设计，由两个对称的叶片组成。

该结构的优点是稳定性较高，能够在较强的风力环境中工作。

同时，双叶片结构还具有较好的平衡性能和动态特性。

2.3 三叶片结构三叶片结构是目前最常用的风力发电叶片设计。

该结构具有良好的平衡性能和稳定性，能够适应不同风力环境下的运行要求。

此外，三叶片结构在启动和停止过程中的动态响应也较为平稳。

3. 材料选择风力发电叶片的材料选择是确保其强度和耐久性的重要因素。

常用的风力发电叶片材料包括玻璃纤维增强塑料（FRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）和复合材料等。

3.1 玻璃纤维增强塑料（FRP）玻璃纤维增强塑料是一种常用的风力发电叶片材料。

其优点包括价格低廉、良好的抗腐蚀性能和较高的强度。

然而，玻璃纤维增强塑料的密度较大，导致叶片重量较重，不利于提高风力发电系统的效率。

3.2 碳纤维增强塑料（CFRP）碳纤维增强塑料是一种轻质高强度的风力发电叶片材料。

相比于玻璃纤维增强塑料，碳纤维增强塑料具有更大的比强度和比刚度，可以显著减轻叶片的重量，提高风力发电系统的效率。

然而，碳纤维增强塑料的价格较高，制造成本较大。

3.3 复合材料复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的材料。

风电叶片主梁结构、风电叶片及风力发电机组的制作方法【原创版4篇】《风电叶片主梁结构、风电叶片及风力发电机组的制作方法》篇1一种风电叶片主梁结构，其特征在于，包括：第一梁1、第二梁2、第三梁3、加强筋4、端板5和垫板6；所述第一梁1和第二梁2通过端板5和垫板6铰接，所述第三梁3与第二梁2通过加强筋4连接。

风电叶片及风力发电机组的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供第一梁1、第二梁2、第三梁3、加强筋4、端板5和垫板6，将第一梁1和第二梁2通过端板5和垫板6铰接，所述第三梁3与第二梁2通过加强筋4连接，然后对风电叶片进行装配。

《风电叶片主梁结构、风电叶片及风力发电机组的制作方法》篇2一种风电叶片主梁结构，包括：1. 中央梁，设置在风电叶片中央位置，其上下两侧分别与风电叶片的上蒙皮和下蒙皮固定连接；2. 支撑梁，设置在中央梁的两侧，其上下两侧分别与风电叶片的侧壁和上蒙皮固定连接；3. 腹板，设置在中央梁和支撑梁之间，其上下两侧分别与中央梁和支撑梁固定连接。

风电叶片及风力发电机组的制作方法，包括以下步骤：腹板；2. 将中央梁、支撑梁和腹板组装成风电叶片主梁结构；3. 将风电叶片主梁结构与风电叶片的上蒙皮和下蒙皮固定连接。

《风电叶片主梁结构、风电叶片及风力发电机组的制作方法》篇3一种风电叶片主梁结构，其特征在于，包括：1. 主梁本体，所述主梁本体为I型空腹梁，包括腹板、上下底板和左右侧板，所述腹板和上下底板通过角钢连接，所述左右侧板通过腹板连接；2. 支撑结构，包括设置在主梁本体腹板上的加强筋板和设置在主梁本体上下底板上的横隔板，所述加强筋板和横隔板通过角钢连接。

风电叶片及风力发电机组，其特征在于，包括风电叶片主梁结构。

风力发电机组，其特征在于，包括风电叶片主梁结构和风轮。

《风电叶片主梁结构、风电叶片及风力发电机组的制作方法》篇4一种风电叶片主梁结构，其特征在于，包括：第一梁体，用于承载风电叶片的重量和外部载荷；第二梁体，与第一梁体连接，用于提高风电叶片的强度和刚度；多个支撑件，设置在第一梁体和第二梁体之间，用于增强风电叶片的稳定性。

风力发电机组的叶片风力发电是一种非常环保且具有广阔应用前景的新能源，其利用风能将其转换为电能的方式实现了对人类能源需求的贡献。

然而，在实际应用风力发电技术时，风力发电机组的叶片是关键所在，其质量、气动性能的良好与否，直接决定着风力发电的效率和成本。

风力发电机组的叶片关键参数风力发电机组的叶片是介于风机轴心和风机尾部之间的组成部分，其由从根部到尖端逐渐变细的两翼结构组成，因此具有较高的气动弯曲强度和柔韧性。

根据叶片的气动设计和制造材料的不同，其长度和尺寸参数也会有所差异。

常见的风力发电机组的叶片长度在60-100米之间，而其长度也是其风能转换的重要参数之一。

在实际应用中，风力发电机组的叶片主要需要满足以下关键参数：1.重量风力发电机组的叶片重量由气动设计和制造材料所决定，其过重不仅会导致风力发电机组的结构疲劳和寿命缩短，同时也会增加其制造和运输环节的成本。

2.耐腐蚀性风力发电机组的叶片常常面临着强烈的日晒、雨淋等环境，因此其制造材料需要具有较高的耐腐蚀性，减少其耗损和故障的概率。

3.气动性能风力发电机组的叶片要求具有较好的气动性能，包括阻力小、湍流等特点，以提高风能转换的效率。

4.稳定性风力发电机组的叶片需要具有较好的稳定性，以应对风力、风向等自然条件的变化。

风力发电机组的叶片制造技术叶片的制造技术是制约其质量和气动性能的另一个重要因素。

目前，风力发电机组的叶片制造技术主要有以下几种：1.复合材料叶片制造技术这种制造技术主要采用碳纤维、玻璃钢等复合材料制成一个个小型复合件，再将其拼接成大型叶片完成制造。

这样制造出的叶片不仅具有较好的气动性能，同时也具有较好的抗腐蚀性、轻量化等特点。

2.全铝合金叶片制造技术这种制造技术采用高强度的铝合金材料制造，相对于复合材料制造的叶片，全铝合金叶片制造技术更为成熟和完善，其叶片能够足够承受较高的气动负载和动荷载。

总之，在实际应用风力发电技术时，风力发电机组的叶片是一个十分重要的组成部分，其对风力发电的效率、成本、制造和运输等方面都有着重要的影响。

风电叶片是风力发电机中将风能转换为机械能的关键部件。

大型风电叶片通常采用复合材料制造，以确保轻质、高强且耐腐蚀。

以下是关于风电叶片结构的简要介绍：1. 蒙皮：这是叶片的外表面，由多层玻璃纤维或碳纤维增强塑料（GRP或CFRP）制成。

这些材料具有很高的强度和刚性，并且能够抵抗恶劣天气条件下的磨损和冲击。

2. 主梁：主梁是叶片的主要承重结构，通常位于叶片的前缘。

它通常也是用复合材料制成的，其内部可能包含有金属或复合材料制成的加强筋。

3. 腹板：腹板是在叶片厚度方向上的加强结构，主要为了支撑主梁并保持整个叶片的形状。

腹板通常采用夹芯结构设计，以提高刚度并降低重量。

4. 叶尖帽：叶尖帽位于叶片的最前端，用于保护叶片免受风力冲击和磨损的影响。

5. 连接组件：叶片通过叶根与轮毂相连，这个区域需要承受很大的力和扭矩。

因此，叶根部分的设计非常关键，通常会使用高强度的合金钢或其他高性能材料。

6. 内部布线和传感器：现代风电叶片内部可能会安装各种传感器，用于监控叶片的工作状态，包括载荷分布、振动水平等。

此外，还有电力电缆和信号传输线缆，以便将电流从发电机输送到电网，以及传递控制信息。

7. 气动外形设计：叶片的气动外形对风能捕获效率至关重要。

在设计过程中，工程师们会运用空气动力学原理来优化叶片的截面形状和整体长度，使其能够在各种风速下高效地捕获风能。

8. 平衡和配重：为了保证叶片在旋转时保持稳定，有时会在叶片上加装配重，以平衡叶片的质量分布。

9. 防腐处理：由于叶片长期暴露在户外环境中，必须进行适当的防腐处理，以延长其使用寿命。

总的来说，风电叶片的设计是一个复杂的过程，需要考虑许多因素，包括材料选择、结构设计、空气动力学性能、制造工艺和成本效益分析等。

风机叶片的原理、结构和运行维护潘东浩第一章 风机叶片报涉及的原理第一节 风力机获得的能量一． 气流的动能 E=21mv 2=21ρSv 3式中 m------气体的质量S-------风轮的扫风面积，单位为m 2v-------气体的速度,单位是m/sρ------空气密度，单位是kg/m 3E ----------气体的动能，单位是W二． 风力机实际获得的轴功率P=21ρSv 3C p式中 P--------风力机实际获得的轴功率，单位为W ；ρ------空气密度，单位为kg/m 3;S--------风轮的扫风面积，单位为m 2;v--------上游风速，单位为m/s.C p ---------风能利用系数三． 风机从风能中获得的能量是有限的，风机的理论最大效率η≈0.593即为贝兹（Betz ）理论的极限值。

第二节 叶片的受力分析一．作用在桨叶上的气动力上图是风轮叶片剖面叶素不考虑诱导速度情况下的受力分析。

在叶片局部剖面上，W 是来流速度V 和局部线速度U 的矢量和。

速度W 在叶片局部剖面上产生升力dL 和阻力dD ，通过把dL 和dD 分解到平行和垂直风轮旋转平面上，即为风轮的轴向推力dFn 和旋转切向力dFt 。

轴向推力作用在风力发电机组塔架上，旋转切向力产生有用的旋转力矩，驱动风轮转动。

上图中的几何关系式如下：U V WΦ=θ+αdFn=dDsin Φ+dLcos ΦdFt=dLsin Φ-dDcos ΦdM=rdFt=r(dLsin Φ-dDcos Φ)其中，Φ为相对速度W 与局部线速度U （旋转平面）的夹角，称为倾斜角；θ为弦线和局部线速度U （旋转平面）的夹角，称为安装角或节距角；α为弦线和相对速度W 的夹角，称为攻角。

二．桨叶角度的调整（安装角）对功率的影响。

（定桨距）改变桨叶节距角的设定会影响额定功率的输出，根据定桨距风力机的特点，应当尽量提高低风速时的功率系数和考虑高风速时的失速性能。

风力发电机组叶片设计原理研究随着对可再生能源的需求日益增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。

在风力发电机组中，叶片是转换风能为机械能的核心部件。

因此，叶片的设计和性能对于风力发电机组的有效运行和高效能量转换具有至关重要的作用。

一、风力发电机组叶片的基本结构风力发电机组主要由塔架、转子、发电机以及叶片等组成。

而叶片是最为关键的部件，其主要作用是通过捕获风的能量并将其转换为机械能。

叶片通常由复合材料制成，具有一定的柔韧性和刚性。

叶片的设计需要综合考虑气动性能、结构强度、材料特性以及成本等因素。

二、叶片的气动性能设计原理1. 叶片的气动外形设计叶片的气动外形设计是指通过外形的优化来提高叶片的气动性能。

一般情况下，叶片的外形呈现出弯曲的特点，这有利于增加叶片的面积，并提高叶片对风的捕获效果。

此外，叶片的前缘和后缘也需要进行适当的设计，以减小阻力和噪音。

2. 叶片的空气动力学设计叶片的空气动力学设计是指通过几何参数和气动参数的优化，使其在风力荷载下保持较好的稳定性和动态特性。

在设计过程中，需考虑叶片的扭转角度、截面形状、厚度分布等参数，以及流场的响应和控制。

三、叶片的结构强度设计原理1. 叶片的结构形式设计叶片的结构形式设计是指通过选择合适的材料和结构形式来满足叶片在风力荷载下的结构强度要求。

常见的叶片结构形式有直桨叶片和弯曲叶片两种。

直桨叶片适用于小型和中型风力发电机组，而弯曲叶片适用于大型风力发电机组。

2. 叶片的材料选择和布局设计叶片的材料选择需要考虑材料的强度、耐疲劳性能以及可加工性等因素。

常用的叶片材料有玻璃纤维增强塑料（GRP）、碳纤维复合材料（CFRP）等。

此外，叶片的布局设计也是叶片结构强度设计的重要内容，通过合理的布局设计可以提高叶片的整体强度和稳定性。

四、叶片设计的优化方法1. 数值模拟方法数值模拟方法是一种常用的叶片设计优化方法，通过建立叶片的数学模型，利用计算流体力学（CFD）方法对叶片的气动性能和结构强度进行分析和优化。

实用文案风机叶片的原理、结构和运行维护潘东浩第一章 风机叶片报涉及的原理第一节 风力机获得的能量一． 气流的动能 E=21mv 2=21ρSv 3 式中 m------气体的质量S-------风轮的扫风面积，单位为m 2v-------气体的速度,单位是m/sρ------空气密度，单位是kg/m 3E ----------气体的动能，单位是W二． 风力机实际获得的轴功率P=21ρSv 3C p式中 P--------风力机实际获得的轴功率，单位为W ；ρ------空气密度，单位为kg/m 3;S--------风轮的扫风面积，单位为m 2;v--------上游风速，单位为m/s.C p ---------风能利用系数三． 风机从风能中获得的能量是有限的，风机的理论最大效率η≈0.593即为贝兹（Betz ）理论的极限值。

第二节 叶片的受力分析一．作用在桨叶上的气动力上图是风轮叶片剖面叶素不考虑诱导速度情况下的受力分析。

在叶片局部剖面上，W是来流速度V 和局部线速度U的矢量和。

速112度W 在叶片局部剖面上产生升力dL 和阻力dD ，通过把dL 和dD 分解到平行和垂直风轮旋转平面上，即为风轮的轴向推力dFn 和旋转切向力dFt 。

轴向推力作用在风力发电机组塔架上，旋转切向力产生有用的旋转力矩，驱动风轮转动。

上图中的几何关系式如下：U V W +=Φ=θ+αdFn=dDsin Φ+dLcos ΦdFt=dLsin Φ-dDcos ΦdM=rdFt=r(dLsin Φ-dDcos Φ)其中，Φ为相对速度W 与局部线速度U （旋转平面）的夹角，称为倾斜角；θ为弦线和局部线速度U （旋转平面）的夹角，称为安装角或节距角；α为弦线和相对速度W 的夹角，称为攻角。

二．桨叶角度的调整（安装角）对功率的影响。

（定桨距）改变桨叶节距角的设定会影响额定功率的输出，根据定桨距风力机的特点，应当尽量提高低风速时的功率系数和考虑高风速时的失速性能。

绍结机构介风力发电风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电该机组通过风力推动叶轮旋转，塔架和基础等组成。

机、控制与安全系统、机舱、有效的将风能转再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，化成电能。

风力发电机组结构示意图如下。

1、叶片2、变浆轴承3、主轴4、机舱吊5、齿轮箱6、高速轴制动器7、发电机8、轴流风机9、机座10、滑环11、偏航轴承12、偏航驱动13、轮毂系统各主要组成部分功能简述如下（1）叶片叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。

叶轮的转动是风作用在叶片上产生的升力导致。

由叶片、轮毂、变桨系统组成。

每个叶片有一套独立的变桨机构，主动对叶片进行调节。

叶片配备雷电保护系统。

风机维护时，叶轮可通过锁定销进行锁定。

（2）变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。

（3）齿轮箱齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。

发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。

明阳）发电机4（．1.5s/se机组采用是带滑环三相双馈异步发电机。

转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。

（5）偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。

同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。

（6）轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。

轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。

轮箱转速比：）发电机：（41550kw 发电机额定功率：发电机额定电压：690v发电机额定电流：1120A发电机额定频率：50Hz发电机转速：1750rpm发电机冷却方式：空-空冷却发电机绝缘等级：H级主刹车系统：变浆制动。