微小型风力发电笔记分析解析
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探析小型风力发电机的使用与故障排除
小型风力发电机是一种利用风力发电的设备,主要用于在没有电力供应的地方,如偏
远地区、户外露营等,提供电力供应。
它具有体积小、移动方便、使用环境广泛等优点,
因此受到越来越多人的欢迎和使用。
小型风力发电机的故障排除主要涉及以下几个方面:
1. 停机问题:如果风力发电机突然停机,可能是因为风力不足或风力过大导致,可
以通过观察风轮转速、风力大小来判断。
如果是风力不足,可以等待风力增大后重新启动;如果是风力过大,可以尝试降低风轮转速,或者停机等待风力减小后再启动。
2. 转子不转问题:如果风力发电机正常运行但转子不转,可能是受到阻力过大或转
子轴承损坏等原因导致。
可以先检查转子叶片是否有外界物体卡住,如果有,则需要清理掉;如果没有,则需要检查转子轴承是否正常,是否需要更换。
4. 电压不稳问题:如果风力发电机发电正常,但输出电压不稳定,可能是由于负载
过大或电压调节器故障等原因导致。
可以先检查负载情况,是否超过了风力发电机的额定
容量,如果超载则需要减小负载;如果负载正常,则需要检查电压调节器是否正常工作,
是否需要更换。
正确使用小型风力发电机并定期进行维护和检查,可以帮助延长其使用寿命,并保证
其正常发电。
遇到故障时及时进行排除,可以有效减少故障对电力供应的影响。
探析小型风力发电机的使用与故障排除1. 引言1.1 小型风力发电机的应用意义小型风力发电机可以有效减少对传统能源资源的依赖,减少对环境的破坏。
传统能源资源如煤炭、石油等正在逐渐枯竭,使用小型风力发电机可以有效缓解能源紧缺问题,同时减少大气污染和温室气体的排放。
小型风力发电机可以为偏远地区和乡村地区提供稳定可靠的电力供应。
在一些偏远地区,传统电网覆盖不到,而利用风力发电机可以方便快捷地提供电力,改善当地居民的生活条件。
小型风力发电机还可以促进经济发展。
发展小型风力发电机产业可以创造就业机会,带动当地经济的发展,同时也可以吸引更多的投资,推动清洁能源产业的蓬勃发展。
小型风力发电机在能源领域的应用意义重大,不仅可以保护环境、提高能源利用效率,还可以促进经济发展和改善人民生活质量。
随着技术的不断进步和应用的不断拓展,小型风力发电机将在未来发挥更加重要的作用。
1.2 研究背景当前小型风力发电机的使用普及率较低,主要原因在于其在实际使用过程中存在着一些问题。
故障率高、维修不及时等问题大大影响了小型风力发电机的长期稳定运行。
对小型风力发电机进行深入研究,并总结经验,寻求解决方案,对于提高小型风力发电机的使用效率和稳定性具有极其重要的意义。
通过对小型风力发电机的工作原理、组成部分、安装与调试、常见故障及故障排除方法等方面进行探究,可以更好地指导小型风力发电机的使用,推动其在可持续发展中的广泛应用。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探究小型风力发电机的使用与故障排除方法,进一步提高小型风力发电机的工作效率和可靠性。
通过对小型风力发电机的工作原理、组成部分、安装调试、常见故障和故障排除方法的分析和研究,可以帮助用户更好地了解小型风力发电机的运行机制和维护方法,提高其在实际应用中的稳定性和可靠性。
通过深入研究小型风力发电机的使用优势和发展前景,可以为未来小型风力发电机的发展方向提供指导,促进其在可持续发展中的广泛应用。
风力发电实习笔记风力发电实习笔记毕业实习笔记时间:202*.2.29地点:麻章镇桥仔村实习内容:1、了解两台风力发电机及其机房的情况:总体情况:风车式发电机、能够随风向自动调节风车方向、体型笨重、噪音较大、适合修建在野外郊区人员稀少的地方(1)20kw基本情况:启动风速3.5m/s、叶片长度8m(2)50kw基本情况:启动风速8-9m/s、、、、、2、了解乙炔切割、电焊的用法和实操(1)乙炔切割器件以及它的基本操作:1、调节火焰大小、气压大小2、切割时注意先切开器件的侧边的一个缺口然后加大气压一口气从切一段3、注意蹲的姿势和手拿工具的姿势(2)电焊的基本实操流程:1、点焊前要对准要电焊的地方2、电焊夹要和电焊条夹成45度3、焊接时焊条要轻按接触需电焊的地方不能抬起太高4、姿势正确无需怎么拉动焊条它自动下拉5、注意焊水要均匀分布为最好6、注意保护眼睛和手脚时间:202*.3.1地点:麻章邮政局对斜面实习内容:1、认识了解垂直轴式风力发电机基本情况:两台1KW风机、两台3KW风机特点:(1)轻便、占地啊面积小。
(2)噪音小;适合修建在市区高楼顶。
(3)不会自动调节方向;对风的质量要求较高(单一方向吹、风力较大时才能转动)。
2、动力学原理:(1)受风力叶片设计呈渐厚行(由于叶片两侧厚度产生气流使其转动?)。
(2)由于叶片设计是以轴位中心垂直设计的,所以它可以接收来自各个方向的风。
3、功能:实现广告牌灯等用电设备的直接供电和转换储存电能备用。
2、测量了解该风力发电机房的数据和设备机房设备及其主要功能:(1)两组电池(第一组:12V/个、共8个、全部串联96V;第二组:2V/个、共48个、全部串联96V)(2)整流桥控制器(功能是:第一,实现风车产生的交变电流输入转换成直流电流输出充入干电池组;第二,担任风车的刹车功能;)(3)风光逆变器(功能是:第一,对干电池组输出的直流电进行逆变和升压,使其达到220的稳定交流输出用电;第二,智能切换市电和自发电的停止和工作)快速充电器(功能为没电或者低压的电池组快速充电,使其能够快速达到每个10.5V以上扩展阅读:风力发电笔记功率调节:变桨距角调节变桨距角型风力发电机能使风轮叶片的安装角随风速而变化。
小型风力发电研究报告小型风力发电是指利用小型风轮通过自然风能转动发电机,将风能转化为电能的一种发电方式。
目前,小型风力发电已经成为了解决环境污染和能源短缺问题的有效途径之一。
本文将从小型风力发电的原理、构成、优缺点和发展现状等方面进行研究分析。
一、小型风力发电的原理小型风力发电的原理是利用风轮旋转产生的动能,通过风轮与发电机的转子相连,将机械能转换为电能。
风能转化为机械能之后,由风轮传递给叶轮,叶轮的旋转驱动发电机的转子旋转,发电机的转子旋转便能产生电能。
而风轮旋转的速度、转动方向等都会受到风的速度、密度、方向等因素的影响。
小型风力发电主要由风轮、发电机、链接装置、控制系统和电池组成。
1.风轮风轮是由若干个叶片和轴组成的转动装置。
叶片的数量和形状会影响到风轮的转速和功率。
2.发电机发电机是将机械能转换成电能的设备。
通常采用的是永磁同步发电机或感应发电机。
3.链接装置链接装置主要是将风轮和发电机连接在一起的构件。
主要包括风轮的轴和比例器。
4.控制系统控制系统包括风速监测系统、电压监测系统、负载控制系统和保护系统等。
它们主要用于保证设备的正常运行和安全性。
5.电池电池作为储能装置,主要用于存储由小型风力发电系统发出的电能。
1.优点(1) 环保绿色:小型风力发电是一种绿色的能源,其不会排放任何污染物,对环境没有危害。
(2) 适用范围广:小型风力发电可以安装在地面上、山上、建筑物顶部等任何空间,其适用范围广泛。
(3) 经济实惠:小型风力发电不需要任何燃料,只需要花费一次性投资建设,之后便可长期使用,其运行成本非常低廉。
(4) 可靠性高:小型风力发电系统通常都有监测保护系统,可以确保其长期稳定运行。
并且,小型风力发电系统的叶片具有自动调节叶片角度和停机保护功能,遇到强风或者其他异常情况时可以自动调整叶片,确保系统安全。
2.缺点(1) 受风速和方向的限制:小型风力发电系统的发电效率与风速和风向等外部环境因素密切相关,这也是其运行效率不稳定的主要原因。
探析小型风力发电机的使用与故障排除小型风力发电机是一种可以利用风能进行发电的设备,它的出现为一些偏远地区提供了一种可再生能源的选择。
随着使用时间的增长,小型风力发电机可能会出现一些故障,影响发电效率和持续运行。
深入了解小型风力发电机的使用和故障排除方法对于保障其正常运行非常重要。
小型风力发电机的使用小型风力发电机主要由风轮、机架、发电机等组成。
其工作原理是通过风轮叶片受风力作用旋转,带动机架上的发电机进行发电。
在使用小型风力发电机时,需要注意以下几点:1. 安装位置选择:小型风力发电机需要安装在充足的风资源地区,通常在远离建筑物和树木的开阔地带。
也要考虑设备与周围环境的协调性,以免影响周围居民生活。
2. 维护保养:定期对小型风力发电机进行检查和维护,清洁风轮叶片和发电机表面的灰尘和杂物,确保其正常运转。
3. 安全防护:在使用小型风力发电机时,要保证相关安全防护措施的存在,避免因不慎触碰发电机产生安全事故。
小型风力发电机的故障排除小型风力发电机在使用过程中可能会出现各种故障,影响其正常发电。
以下是一些常见的故障及排除方法:1. 风轮转速过慢风轮转速过慢可能是由于机架润滑不良、风轮叶片损坏或风速不足等原因造成的。
此时,需要检查并更换润滑油,修复或更换受损叶片,或者重新调整风力发电机的安装位置,以获得更充足的风能。
2. 发电机输出功率下降当发电机输出功率明显下降时,可能是由于发电机内部元件损坏或老化导致的。
此时需要对发电机进行彻底的检查和维修,有必要时更换损坏的部件。
3. 高风速下自动停机在遇到高风速时,为保护风力发电机和延长其寿命,有些小型风力发电机会自动停机。
但当频繁出现这种情况时,可能是由于自动停机装置存在故障或设置不当所致,需要及时检修。
4. 机架松动机架松动可能导致整个设备结构不稳定,甚至影响发电效率。
此时需要及时紧固机架螺丝,并对连接处进行加固处理,确保设备的稳定性。
总结小型风力发电机在使用过程中可能会出现各种故障,对其进行仔细的故障排除是保障设备正常运行的关键。
微型风力发电机组设计与性能研究近年来,随着环境保护意识的增强和对可再生能源的关注度上升,微型风力发电机组作为一种清洁、可持续的能源解决方案逐渐受到人们的关注。
本文将介绍微型风力发电机组的设计原理、性能参数及其对电力系统的影响。
一、设计原理微型风力发电机组的设计核心在于风力转化为电能的过程。
通常情况下,由风力带动的叶轮旋转,通过传动装置将机械能转化为电能。
设计过程中需要考虑转子的叶片形状、叶轮直径、齿轮传动系统等。
同时,为了提高效率,在设计过程中还需考虑气动性能、传动装置的损耗以及发电机组的尺寸和重量等因素。
二、性能参数1. 风速特性:微型风力发电机组的发电性能与风速成正比。
因此,对于不同风速范围内的发电性能进行研究和分析,可以为设计提供参考依据。
2. 发电功率曲线:发电功率曲线是描述微型风力发电机组输出功率与风速之间关系的重要参数。
通过对发电功率曲线的研究,可以确定发电机组在不同风速下的输出效果,并且为日常生活和工业生产提供能源保障。
3. 起动风速和停机风速:起动风速是指微型风力发电机组开始发电的最低风速,而停机风速是指达到该风速以下时,微型风力发电机组停止发电。
通过研究起动风速和停机风速,可以确定微型风力发电机组的适用范围。
三、对电力系统的影响微型风力发电机组作为一种分布式能源系统,对电力系统有着重要的影响。
1. 降低能源消耗和环境污染:微型风力发电机组可以通过自身独立发电,降低了对传统能源的依赖,减少了能源消耗和环境污染。
2. 改善电力系统的可靠性:通过微型风力发电机组的接入,可以增加电力系统的分布式能源,提高系统的供电可靠性,减少电力故障时的停电时间。
3. 调峰削谷:微型风力发电机组能够根据环境风速的变化自动调整发电功率,可用于电力系统的负荷调峰削谷,平衡电网负荷。
四、总结微型风力发电机组的设计与性能研究是推动清洁能源发展的关键之一。
合理设计微型风力发电机组的叶片形状、叶轮直径和传动系统,研究发电机组的风速特性、发电功率曲线以及起动风速和停机风速等性能参数,将为新能源的开发和利用提供更多的思路和经验。
浅析小型风力发电机应用分析及评价小型风力发电机是指发电容量较小、主要用于家庭、农村等小型应用领域的风力发电设备。
本文将从市场需求、应用领域、技术发展、经济效益等方面对小型风力发电机进行分析和评价。
小型风力发电机的市场需求在不断增长。
随着环境保护意识的提高,人们对绿色能源的需求也日益增加。
小型风力发电机具有无污染、无噪音等优点,能够满足家庭、农村等小型场所的电力需求,因此受到了广泛关注。
此外,随着电力供应不稳定、电价上涨的问题,人们更加注重自给自足的能源解决方案,小型风力发电机作为一种分布式能源设备,能够满足这一需求。
小型风力发电机主要应用于家庭、农村等小型应用领域。
家庭使用小型风力发电机可以解决日常生活用电、照明等基本需求。
在农村地区,小型风力发电机可以为水泵、农机设备等提供能源,促进农业现代化。
此外,小型风力发电机还可以应用于山区、荒漠等环境资源匮乏的地区,为当地居民提供电力支持。
小型风力发电技术不断发展,从传统的桨叶式风力发电机逐渐向垂直轴风力发电机、风力塔楼等多元化发展。
桨叶式风力发电机具有体积小、重量轻等优点,适合于户外使用,但效率相对较低。
垂直轴风力发电机具有启动风速低、自适应能力强等优点,适用于城市等复杂环境。
风力塔楼则可以通过调整高度和方位角,最大限度地利用风能。
随着材料工程、控制技术的进步,小型风力发电机的效率和可靠性也将得到提升。
小型风力发电机的经济效益较高。
与传统能源相比,风能是一种自然、免费的资源,使用小型风力发电机可以降低能源成本,尤其是在偏远地区和非电网地区。
同时,小型风力发电机可以根据实际需要灵活调整容量,减少能源浪费。
此外,小型风力发电机具有长寿命、维护成本低的特点,一次性投资可以获得长期的经济回报。
综上所述,小型风力发电机在市场需求、应用领域、技术发展和经济效益等方面具备潜力和优势。
随着技术的不断创新和优化,小型风力发电机有望成为一种可靠、高效的分布式能源解决方案,为家庭、农村等小型场所提供稳定可持续的电力支持。
探析小型风力发电机的使用与故障排除小型风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置,可以广泛应用于农村、山区、荒漠、岛屿和偏远地区等没有电力供应或供电不足的地方。
它具有体积小、结构简单、维护方便等优点,因此备受青睐。
小型风力发电机也存在一些常见的故障,本文将对小型风力发电机的使用与故障排除进行分析与探索。
一、小型风力发电机的使用小型风力发电机使用的前提是有足够的风资源。
通常来说,风能资源较丰富的地区是在海拔500米以上的山地、临海地带、狭长地带和山谷口等地方。
在选择使用小型风力发电机时,首先要做好区域风能资源的调查,确定风速、风向、稳定性等因素,以便选择合适机型和安装地点。
要选择适当的机型。
小型风力发电机按照其安装地点的不同可分为台式、屋顶式、柱式、桩式等类型。
而机型的选择需要适合所在地的风资源和实际使用需要,以便发挥最大的发电效益。
安装地点的选择也很重要。
一般来说,小型风力发电机安装地点要远离高大建筑、树木等遮挡物,使得风能能够顺利地驱动风力发电机转动,提高发电效率。
对于使用小型风力发电机的人来说,定期维护和保养也是非常重要的。
除了定期检查设备的结构和连接部件是否牢固可靠外,还需要关注叶片是否有损坏、发电机的电缆是否漏水、发电机的外壳是否有裂缝等问题。
只有做好充分的维护工作,才能延长小型风力发电机的使用寿命。
二、小型风力发电机的常见故障及排除方法1. 叶片损坏风力发电机的叶片损坏是比较常见的故障,主要是由于叶片长时间的风吹、雨淋、日晒等天气侵蚀导致的。
一旦发现叶片损坏,首先要马上停止使用,以免对其他零部件造成影响。
然后及时更换叶片,并做好保养工作,定期涂抹防腐剂。
2. 发电机故障发电机故障是小型风力发电机中比较严重的一种故障,一般表现为发电机无法正常工作,或者输出电量急剧下降。
这种情况下,首先要检查电气连接是否正确,确保电缆连接牢固。
如果电气连接没有问题,那么可能是发电机内部故障,这时需要专业人员进行检修或更换。
探析小型风力发电机的使用与故障排除小型风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备,常用于户外、农村等地区供电。
它具有体积小、结构简单、维护方便等优点,但在使用过程中也会遇到各种故障。
本文将探析小型风力发电机的使用与故障排除。
使用小型风力发电机需要选择适当的风场。
风速是影响风力发电机发电效果的关键因素。
一般来说,当风速达到3-7米/秒时,风力发电机可以开始发电。
选择风速较高、无遮挡的地点可以提高发电效果。
在安装小型风力发电机时要确保其安全可靠。
风力发电机通常需要安装在高处,所以安装时要确保设备牢固,防止受风风力的影响而倾倒或断裂。
电线也要进行合理布线,避免电线的过长或过短,以及过细或过粗,以保证电能的正常传输。
小型风力发电机使用过程中也会遇到一些故障。
常见的故障有风轮转速过低、风轮转速过高、发电效率低等。
在风轮转速过低的情况下,可以检查风轮是否因积尘过多或者损坏而造成转速下降。
可以适当清理风轮的表面或更换风轮。
在风轮转速过高的情况下,可以检查风轮是否有异常振动或者线圈是否短路导致转速过高。
需要进行修理或更换部件。
发电效率低的情况下,可能是电线接触不良或者电路出现故障导致电能传输效果不佳。
可以检查电线接头是否松动或者线路是否有损坏。
除了以上常见的故障外,小型风力发电机还可能出现其他问题,比如发电机发出异常噪音、发电量明显减少等。
在遇到这些故障时,可以咨询专业人员进行维修或者提供故障排除的解决方案。
小型风力发电机的使用和故障排除需要选择适当的风场,安装牢固可靠,并且及时处理各种故障。
只有正常使用和维护,小型风力发电机才能发挥出最大的效能,为生活和社会提供可靠的电力供应。
小型风力发电市场分析报告——开发小型风电项目的商机和挑战Small Wind Power Market Analysis Report –Opportunities and Challenges in Developing Small Wind Power ProjectsThe small wind power market has witnessed substantial growth in recent years, driven by the increasing demand for clean and renewable energy sources. Small wind turbines, typically defined as those with a capacity of 100 kilowatts or less, are deployed in diverse settings, including residential, agricultural, and commercial applications. This article aims to provide an analysis of the opportunities and challenges associated with the development of small wind power projects.Opportunities:1. Distributed Energy Generation: Small wind power projects offer the advantage of distributed energy generation, allowing electricity to be generated and used on-site. This can reduce transmission and distribution losses while providing a reliable and sustainable source of power to remote or off-grid locations.2. Environmental Benefits: Small wind turbines produce clean energy, contributing to the reduction of greenhouse gas emissions and dependence on fossil fuels. This aligns with global efforts to combat climate change and promote sustainable development.3. Rural Electrification: Small wind power projects present a viable solution for electrifying rural and remote areas that are not connected to the main power grid. This can improve living standards and drive economic development in these regions.4. Cost-Effective Energy Source: With advancements in technology, small wind turbines are becoming more efficient and cost-effective. This makes them an attractive option for businesses and homeowners seeking to reduce their energy costs and achieve energy independence.Challenges:1. Intermittency and Variability: Small wind power generation is subject to intermittency and variability due to fluctuations in wind speed. This makes it necessary to integrate complementary energy storage solutions or backup power sources to ensure a consistentelectricity supply.2. Permitting and Zoning Regulations: Developing small wind power projects requires navigating complex permitting and zoning regulations, which can vary significantly across different regions. Compliance with these regulations adds time and cost to project development.3. Site Suitability: Identifying suitable locations with consistent and sufficient wind resources is essential for the success of small wind power projects. Conducting thorough site assessments and feasibility studies is crucial but can be resource-intensive.4. Financial Viability: Despite the decreasing costs of small wind turbines, the initial investment and payback period remain key financial considerations. Access to financing and incentives can impact the economic viability of small wind power projects.小型风力发电市场分析报告——开发小型风电项目的商机和挑战近年来,小型风力发电市场呈现出显著增长,受到对清洁和可再生能源的需求不断增加的推动。
微小型风力发电机桨叶损坏原因及计算方法的分析近几年来,内蒙地区安装使用的微小型风力发电机组已达7万多台,机组容量多为50瓦、100瓦,用于解决电网外边远农牧区家庭照明、看电视等用电,使用效果基本良好,受到广大农牧民的欢迎。
在以往实际使用中发现,现有各种小型机组尚存在质量不过硬、可靠性不高的问题,主要是风轮的零部件易发生故障和损坏,不能保证长期连续安全运行。
根据对内蒙电管局应用试点范围内安装的475台风机历时三年的考察,累计发生了风轮部件损坏事故45次,发生损坏的台数占该类风机安装总台数的9,6%。
这45次事故,全是风轮桨叶或其联结构件的损坏,其中,桨柄折断34次,占总次数的76%,风轮迥转盘断裂11次,占24%。
运行三年中,在停机状况下最高经受29米/秒大风,所有风机无损坏,证明这些机组的静态载荷计算正确,能满足抗大风张度的要求。
事故都是在运行状态下发生。
二、损坏原因我们所考察的风机,都是通过正式技术鉴定定型和产品鉴定,由批准的定点生产厂家生产制造的,已成为商品性风机成批投放市场,其重耍工作部件仍普遍发生损坏,尤其是桨叶大量折断,是一个值得枢视的问题。
分析机件损坏的原因,主要有五个方面的问题:1、材质不合标准。
在桨柄和迥转盘折断处,常发现有气孔或裂隙,说明厂家对材料的选用要求不严,尤其近年钢材紧缺,采用了一些不合标准的钢材,材质检验工作也不严细。
2、工艺水平低。
据了解,一般厂家制造风1JlO"1 工装尚不完备,工艺较落后,桨叶成型工艺多为手工操作,因而质量很不稳定。
3、结构缺陷。
现有风机采用的几种限速机构,限速功能都不够理想,运行一段时期就往往发生卡住或不能复位而失去限速作用,造成超速ll- }车”而损坏。
4、风轮动态载荷计算和桨叶强度设计有缺陷。
5、管理维护不善,大风时没有人工刹车停转,或者高速时猛力刹车经常受到很大的惯性动量冲击而损坏。
三、现行风轮设计计算方法的缺陷及改进意见风机均为水平轴风机,对其动态载荷和桨叶强度设计,都是采用传统的计算方法,即考虑风轮气动力矩、风的正压力、桨叶旋转时的离心力和自重力四项基本荷载,按最大的组合荷载和最危险截面校核构件的应力强度。
载荷计算公式为:气动力矩M二p nR' V'2 田正压力(P=13pnR' V'2离心力S= Qg Ri 0)'式中:P—空气质量密度(千克一秒2/米‘)R—风轮半径(米)V—风速 (米/秒)。
—风轮旋转角速度(弧度/秒)B—实际正压力与理论正压力之比,风轮静止时B二1Q—桨叶的重量(千克)g- 屯力加速度Ri —桨叶的转动惯址半径(米)以桨柄根部最小截面处的内应力校核其安全强度,各种载荷产生的内应力计算公式为:PYmWt S + QaSQ,n .币犷一M一w1一nSm1ap=n ’式中: n- 桨叶个数,W - 桨柄抗弯截面摸数(厘米。
),直径为d的园形截面W=Y 一正压力P合力点距桨柄根部校核截面的距离(r米);劣F—校核截面面积 ( 厘米:)。
上述传统计算方法有许多缺陷:一是将诸载荷视为二维平面力系,是按静平衡结构力学方法处理的。
实际上,桨叶旋转时的载荷是三维空间力系,而且是频繁交变载荷,以平面静定结构力学方法处理不符合实际,二是有的风机在计弃中载荷组合考虑不全面,没有典正选取级大的组合位;三是忽视了桨叶受力后的形变应力,四是没有计及桨叶的振动以及由此产生的材料弹性疲劳,五是没有考虑可能发生的风轮失控超速和高速时人工猛力刹车所产生的意外受力,或老是对此估计不足。
笔者认为,快速风轮桨叶的动态特性,与直升飞机的旋翼最为类似。
以现代气动弹性力学理论设计计算直升机翼巳有较完善的方法(见有关专业教科书),能取得较满意结采。
设计大型水平轴风轮,最好也参照直升机翼的方法。
对于几十瓦几千瓦的微型小型风机,没有必要进行繁琐的精确计算,仍可采用传统的简易方法,但应作一些改进。
具体建议是:1、计算桨叶根柄动态载荷要考虑两种情况,一是桨叶在水平位置时,二是桨叶垂直向下时。
第一种情形,桨叶根柄最危险截面的应力计算取四种载荷组合:在风轮旋转平面为,气动力矩Ma、自重力产生的力矩MG,离心力S;在垂直方向为,风的正压力产生的力矩Mp,第二种情形,也取P9种载荷组合,除取Ma, Mp, S之外,应将风轮的陀螺力矩Mr计入,取代自重力矩MG(陀螺力矩Mr二2J (Ai U), J为桨叶对风轮旋转轴的转动惯量,0为风轮旋转的角速度,。
;为绕塔架轴线的转向角速角。
)最后取两种载荷组合的大者作为设计值。
以往一般设计都不计陀螺力矩,因而只按桨叶在水平位置一种情况计算。
由于内蒙地区的风向极不稳定,微型风机风轮转速较高,对风转向也较灵活,陀螺效应是很强的,其产生的力矩往往大于桨叶自重力产生的力矩(小型风机桨叶重量都很轻),所以进行两种情形的载荷组合以供选择是完全必要的。
2、在空气流动的作用下,风轮、桨叶以至整个机组都要产生形变和振动,如果振动过于强烈,就会造成结构破坏,因此,在风机设计时,应考虑气动弹性振动问题。
过去人们虽然知道这个问题很重要,由于风机振动规律很复杂,弹性振动频率计算方法也较繁难,所以在小型风机上就不予考虑和计算。
近年来随着电子计算机广泛应用,进行桨叶横向弯曲振动和扭转振动特性计算就比较容易了,许多新的计算方法如能量法、传递矩阵法、有限单元法、分站推算法等,都能保证必要的计算精度。
今后在设计小型风机时,都应进行振动特性计算,校核桨叶的抗振强度。
3、风机设计时应考虑在牧区、边远地区地广人稀、风速多变、管理维护水平低等实际使用条件,在限速机构失灵发生“飞车”超速是难以完全避免的。
除应大力改进限速机构性能外,为提高安全可靠性,建议设计超速系数取为1,5^--2(现国内多取1,2,苏美等国均取1,5^-2)。
4, 风机桨叶由于频繁交变载荷不断的产生变形和振动,导致弹性疲劳而损坏,这是各种损坏因素中最重要的一个因素。
微型机单独一台似乎价值不高,但其产量很大(仅内蒙地区现在一年生产量就达3万台),而且使用的社会影响也大。
作为大批量商品风机必须具有较好的可靠性和一定年限的使用寿命(笔者认为至少不应低于10年,桨叶寿命4一5年。
)建议小型风机设计时,应制出桨叶样品进行整体的结构疲劳强度试验,核算实际强度衰变周期,估计可能的使用寿命。
达不到要求的使用寿命,应修改设计提高结构强度。
5、把好制造质量关,从材质选用,工装和工艺流程,零件设计,产品检验等都要按设计要求进行。
对小型风力发电机限速机构的探讨内蒙商都牡机厂陈有利何谓小型风机,尚无公认的界限,但无论界限定为哪一个址级,它有一个显著统一的使用特点,即不会是若干台风机并网运行,提供固定周波的交流电。
它都是向蓄电池充电,再由蓄电池向用电器供电,或采用边充边供电浮充方式。
由此决定不需要严格控制输电周波的平稳,即不需要在风速大幅度变化时,随时调节凤机转速,使发电机转速稳定,致使输电频率符合要求。
另则,即使做到达一点,调速系统的造价是会很高的,使风机成本大幅度增加,也是不适当的。
总之,小风机是不需要调速的。
调速与限速是两个不同的概念。
既然不iTI, 要Mi速,是否设置限速机构。
有的认为不加限速,理山是对于小型风机,尤其是几百瓦甚至几十瓦的风力发电机,本来输出很少,如加限速,则束缚了其能力的发挥,应在保证强度足够的前提下,让共充分地去捕捉自然能量,以便为使用者最大限度地提供效益。
有的认为应该加以限制,理由为安全可靠。
经久耐用是对风机的一个首要使用要求,无论理论和实践都证实,凤机破坏的一个主要原因,就是风轮转速高,又不可控,up所谓“飞车”造成的。
因风轮虽经平衡,但必竟会有误差,即使重心位置与回转轴线有一很微小的距离,但因离心力与转速的平方成正比,在高转速时,就是一个相当可观的数字。
它是导致风机振动,风叶破坏,旋转轴折断的一个主要原因。
共二,风能与风速的立方成正比,而一般小型风机配用的发电机容见余度较小并不会随转速的增加输出功率一直增加,而是超过某一转速后输出基本保持不变。
因之,达不到充分捕捉自然能量,增加受益的目的。
实际结果是,风轮充分捕捉了能量,受益增加不了,整机破坏性反倒加剧。
我们认为应该设置限速机构,自从1974年开始与农科院草原研究所共同研制FD1.5-100型风力发电机至今+二年,正反两方面的实践都证明,这种看法是正确的。
我们不但努力研制一种既简单可靠又成本低的自动限速机构,而且增设手刹车系统,以利于维护保养或其它需停机时使用。
时至今日,共研制井经风洞、车载和自然风场试验了以下n种,其中摩擦限速式六种,改变桨叶攻角的二种,改变风轮迎风面积的三种,现将其工作原理,实地试验情况及我们的粗浅看法分述如下:一、摩擦限速类1.风铲扭簧摩擦限速式结构简图(图1 )│I│图1.L 作原理 :当吹动风铲的凤力,通过各构件转换后大于扭簧原始调整值,拉动刹车带刹车限速。
试验情况 :初期有限速作用。
后因扭簧及各活动关节锈蚀失灵动作后,部分风力用于刹车,刹而不死,常处于摩擦转动状态。
2. 风铲拉簧限速式结构简图(图2):(娜 0 iix )风—│l风—图2确认上吸在6a转件乎由二工作原理 :当吹动风铲的凤力,通过各构件转换后大于拉簧的原始拉力时,拉动刹车带刹车限速。
试验情况 :有限速作用。
复位动作较上可靠灵恬。
动作后,部分风力用于刹车刹而不死。
3。
风铲磁铁摩擦限速式结构简图(图3):工作原理 :当吹动风铲的风力,通过各构件转换后,大干磁铁的弓!力时,拉动刹车带刹车。
试验情况 :经29墓地凤洞试验有突放性的制动特性,动作后风力全部用于刹车,复位风速较低。
4. 风铲磁铁摩攘限速式结构简图(图4):(现采用的结构)工作原理 :当风吹动风铲的风力,通过各构件转换后,大于磁铁的弓I力时,拉动刹车带刹车。
图4试验结果 :经29基地风洞试验有突放性的制动特性,动作后风力全部用于刹车。
复泣风速较高。
性能为开始限速风速为16.1米/秒,复位风速为8米/秒。
6. 风铲磁铁魔协限速式结构简图(图5),IM 5工作原理 :当风吹动凤铲的风力,通过各构件转换后,大于磁铁弓}力时,拉动刹车带刹车。
试验结果 :经2s基地风洞试验有突放性限速性能,并有一定的阻尼作用。
动作后全部风力用于刹车。
复位凤速低。
成本较上述两种高。
8. 离心飞块摩擦限速式结构简图(图e ):4凤抢闰抽工作原理 :随着风速的增大,风轮的正面压力增加,对回转轴心产生力距,当此力距大干拉费拉力力距时,风轮旋转,减少迎风面积,致使风轮转速降低,起限速作用。
试验结果 :经车载和自然风场试验有限速作用。
但因风速,风向频于变化,整机频繁左右摇晃,甚至转整圈,振动很大,不能稳定正常工作。
也是导致风轮破坏的一个原因。