600kw風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片設(shè)計(jì)方法

1、1600kw600kw風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片設(shè)計(jì)方法風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片設(shè)計(jì)方法1、概述、概述2、設(shè)計(jì)部分、設(shè)計(jì)部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，首先由風(fēng)輪葉片將捕捉的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，然后由風(fēng)輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。它涉及空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、復(fù)合材料工藝、疲勞強(qiáng)度、防雷擊保護(hù)和防腐蝕保護(hù)等許多領(lǐng)域；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能、載荷、振動(dòng)、穩(wěn)定性等很大程度上取決于風(fēng)輪葉片。因此，風(fēng)輪葉片是風(fēng)力

2、發(fā)電機(jī)組的核心部件，是高科技產(chǎn)品。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組屬于高科技產(chǎn)品，制造難度較大；長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)使用的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組幾乎全部依靠進(jìn)口，每年耗費(fèi)大量外匯。為此，國(guó)家制訂了一系列攻關(guān)計(jì)劃，對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總體和關(guān)鍵部件進(jìn)行攻關(guān)，以促進(jìn)風(fēng)電事業(yè)的產(chǎn)業(yè)化。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片技術(shù)難度大，國(guó)外只有少數(shù)國(guó)家能夠設(shè)計(jì)和制造，國(guó)內(nèi)尚屬空白，技術(shù)壟斷性很強(qiáng)。600kW葉片設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，以固有頻率為目標(biāo)，質(zhì)量、剛度分布為約束，進(jìn)行葉片結(jié)構(gòu)鋪層

3、優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行葉片靜強(qiáng)度和葉片疲勞強(qiáng)度校核分析。即葉片的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為剛度分布，在滿足剛度要求的前提下，對(duì)葉片的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度進(jìn)行分析校核。翼型選擇：選用NACA70年代公布的NACA63xxx系列層流翼型翼型升阻比高翼型失速特性好翼型對(duì)表面污物不敏感經(jīng)過(guò)實(shí)際使用證明3在葉片的結(jié)構(gòu)鋪層設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析過(guò)程中，與中國(guó)船級(jí)社科研中心合作，首次采用美國(guó)MSC公司的大型結(jié)構(gòu)仿真分析軟件PATRAN、NASTRAN及MSCPATRANLAMI

4、NATEMODELER復(fù)合材料結(jié)構(gòu)建模、分析軟件對(duì)600kW葉片的鋪層設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、質(zhì)量、剛度和固有頻率等進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真分析，證明葉片的設(shè)計(jì)是成功的。對(duì)于定槳距風(fēng)輪葉片，在風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速后，利用翼型的失速特性，控制風(fēng)輪葉片的功率輸出，葉片失速后其氣動(dòng)阻尼下降。另外，玻璃纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)葉片，在低于20℃環(huán)境溫度條件下，其結(jié)構(gòu)阻尼也會(huì)下降。在低于20℃環(huán)境溫度下，在超過(guò)額定風(fēng)速的某個(gè)特定運(yùn)行條件下，由于復(fù)合材料葉片結(jié)構(gòu)阻尼下降，運(yùn)行中的

5、葉片就會(huì)發(fā)生擺振方向瞬間抖動(dòng)現(xiàn)象，機(jī)組的振動(dòng)幅度超過(guò)振動(dòng)傳感器的限制值，安全系統(tǒng)緊急停機(jī)，帶來(lái)發(fā)電損失。而我國(guó)東北、華北和西北的大部分風(fēng)電場(chǎng)每年低于20℃天數(shù)較多。我們分析振動(dòng)產(chǎn)生的原因是因?yàn)閿[振方向的阻尼（空氣阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼之和）變成負(fù)值，若空氣阻尼負(fù)值比結(jié)構(gòu)阻尼值大就具備擺振方向振動(dòng)的條件。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在低溫（20℃）條件下，其結(jié)構(gòu)阻尼會(huì)下降，為克服結(jié)構(gòu)阻尼下降，應(yīng)采用相應(yīng)阻尼橡膠材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)阻尼器，使結(jié)構(gòu)阻尼值在低溫下仍大于氣動(dòng)