(完整版)风机叶片构造
风机叶片构造
0°标记： 叶尖弦的标记。0°标记位于翼根法兰的外表和内部 重心： 叶片配重的中心。重心要做标记，这是因为重心在 叶片搬运时至关重要。 逆风面： 压力面，即叶片迎风的一面。 顺风面： 负压面，即叶片背风的一面。由于空气动力学的轮 廓形状，这一侧产生提升力。 预弯曲度： 叶片逆风方向预弯曲，以防止运转过程中叶片朝 向塔架变形。 导雷系统： 接收和传导雷电的系统 接收器： 装进叶片表面的金属设备来传导电流以使叶片 避免电击破坏。 叶片扭旋： 所有叶片轮廓截面上的叶片扭旋。
叶片：
具有空气动力形状、接受风能，使风能绕其轴转动 的主要构件 叶根： 风轮中连接叶片和轮毂的构件 叶尖： 叶片距离风能回转轴线的最远点 前缘： 翼型在旋转方向的最前端 后缘： 翼型在旋转方向的最后端 叶片长度： 叶片在展向上沿压力中心连线测得的最大长度
Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006
Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006
叶片（blade）
Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006
预弯
Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006
M1 Development / December 2006
腹板粘接
Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006
后缘（ Trialing edge）前缘（Leadling edge）
风机叶片原理和结构
风机叶片的本理、结媾战运止维护之阳早格格创做潘东浩第一章风机叶片报波及的本理第一节风力机赢得的能量一．气流的动能E=21mv2=21ρSv3式中 m------气体的品量S-------风轮的扫风里积，单位为m2v-------气体的速度,单位是m/sρ------气氛稀度，单位是kg/m3E----------气体的动能，单位是W二．风力机本量赢得的轴功率P=21ρSv3C p式中 P--------风力机本量赢得的轴功率，单位为W；ρ------气氛稀度，单位为kg/m3;S--------风轮的扫风里积，单位为m2;v--------上游风速，单位为m/s.C p ---------风能利用系数三．风机从风能中赢得的能量是有限的，风机的表里最大效用η≈即为贝兹（Betz）表里的极限值.第二节叶片的受力领会一．效用正在桨叶上的气能源上图是风轮叶片剖里叶素没有思量诱导速度情况下的受力领会.正在叶片局部剖里上，W是去流速度V战局部线速度U的矢量战.速度W正在叶片局部剖里上爆收降力dL战阻力dD，通过把dL战dD领会到仄止战笔直风轮转化仄里上，即为风轮的轴背推力dFn战转化切背力dFt.轴背推力效用正在风力收电机组塔架上，转化切背力爆收有用的转化力矩，启动风轮转化.上图中的几许闭系式如下：Φ=θ+αdFn=dDsinΦ+dLcosΦdFt=dLsinΦ-dDcosΦdM=rdFt=r(dLsinΦ-dDcosΦ)其中，Φ为相对付速度W与局部线速度U（转化仄里）的夹角，称为倾斜角；θ为弦线战局部线速度U（转化仄里）的夹角，称为拆置角或者节距角；α为弦线战相对付速度W的夹角，称为攻角.二．桨叶角度的安排（拆置角）对付功率的效用.（定桨距）改变桨叶节距角的设定会效用额定功率的输出，根据定桨距风力机的个性，应当尽管普及矮风速时的功率系数战思量下风速时的得速本能.定桨距风力收电机组正在额定风速以下运止时，正在矮风速区，分歧的节距角所对付应的功率直线险些是沉合的.但是正在下风速区，节距角的变更，对付其最大输出功率（额定功率面）的效用是格中明隐的.究竟上，安排桨叶的节距角，不过改变了桨叶对付气流的得速面.根据真验截止，节距角越小，气流对付桨叶的得速面越下，其最大输出功率也越下.那便是定桨距风力机不妨正在分歧的气氛稀度下安排桨叶拆置角的根据.分歧拆置角的功率直线如下图所示：第三节叶片的基础观念1、叶片少度：叶片径背目标上的最大少度，如图1所示.2、叶部分积叶部分积常常明白为叶片转化仄里上的投影里积.3、叶片弦少叶片径背各剖里翼型的弦少.叶片根部剖里的翼型弦少称根弦，叶片尖部剖里的翼型弦少称尖弦.叶片弦少分散不妨采与最劣安排要领决定，但是要从制制战经济角度思量，叶片的弦少分散普遍根据叶片结构强度安排央供对付最劣化安排截止做一定的建正.根据对付分歧弦少分散的估计，梯图2叶片弦少、扭角示企图图1 叶片少度形分散不妨动做最佳的近似.4、叶片扭角叶片各剖里弦线微风轮转化仄里的夹角，如上图所示.5、风轮锥角风轮锥角是指叶片相对付于战转化轴笔直的仄里的倾斜度，如左图所示.锥角的效用是正在风轮运奇迹态下缩小离心力引起的叶片蜿蜒应力战预防叶尖战塔架碰碰的机会.6、风轮俯角风轮的俯角是指风轮的转化轴线战火仄里的夹角，如上图所示.俯角的效用是预防叶尖战塔架的碰碰.第四节叶片的安排与制制正在叶片的结构强度安排中要充分思量到所用资料的疲倦个性.最先要相识叶片所启受的力战力矩，以及正在特定的运止条件下风背载的情况.正在受力最大的部位最伤害，正在那些场合背载很简单达到资料启受极限.叶片的沉量真足与决于其结构形式，暂时死产的叶片，多为沉型叶片，拆载好而且很稳当.暂时叶片多为玻璃纤维巩固复合资料（GRP），基体资料为散酯树脂或者环氧树脂.环氧树脂比散酯树脂强度下，资料疲倦个性好，且中断变形小.散酯资料较廉价，它正在固化时中断大，正在叶片的连交处大概存留潜正在的伤害，即由于中断变形正在金属资料与玻璃钢之间大概爆收裂纹.火仄轴风轮叶片普遍近似是梯形的，由于它的直里形状搀纯，仅中表面结构便需要很下的制制费用.使用复合资料不妨改变那种情景，不过正在模具制制工艺上央供下些.叶片的模具由叶片上、下表面的反切里典型成型，正在模具中由脚工成形复合资料叶片.叶片还要思量腐蚀的效用.叶片基体资料选材时便已经思量了叶片防腐的问题，共时，叶片表面涂有薄度为0.6~1.0mm安排的胶衣涂层，其效用没有但是不妨防腐，而且不妨抗紫中线老化.普及叶片表面光度不妨预防污秽及灰尘滞留正在叶片表面.叶片所用金属资料采用没有锈钢及航空结构钢，除没有锈钢中，其余金属资料整部件表面均采与热喷锌处理举止防腐.第五节叶片的结构1．主体结构火仄轴风力收电机组风轮叶片的结构主要为梁、壳结构，有以下几种结构形式：1）、叶片主体采与硬量泡沫塑料夹芯结构，GRP结构的大梁动做叶片的主要拆载部件，大梁时常使用D型、O型、矩形战C型等型式，受皮GRP结构较薄，仅2～3mm，主要脆持翼型战启受叶片的扭转背载；那种形式的叶片以丹麦Vestas公司战荷兰CTC公司（NOI制制的叶片）为代表，如图2，3所示.其个性是沉量沉，对付叶片输送央供较下.由于叶片前缘强度战刚刚度较矮，正在输送历程中局部易于益坏.共时那种叶片真足刚刚度较矮，运止历程中叶片变形较大，必须采用下本能的结构胶，可则极易制成后缘启裂.D 型、O 型战矩形梁正在环绕胶葛机上环绕胶葛成型；正在模具中成型上、下二个半壳，再用结构胶将梁战二个半壳粘交起去.另一种要领是先正在模具中成型C （或者I ）型梁，而后正在模具中成型上、下二个半壳，利用结构胶将C （或者I ）型梁战二半壳粘交.2）、叶片壳体以GRP 层板为主，薄度正在10～20mm 之间；为了减少叶片后缘沉量，普及叶片真足刚刚度，正在叶片上下壳体后缘局部采与硬量泡沫夹芯结构，叶片上下壳体是其主要拆载结构.大梁安排相对付较强，为硬量泡沫夹芯结构，与壳体粘结后产死盒式结构，共共提供叶片的强度战刚刚度.那种结构型式叶片以丹麦LM 公司为主，如图4所示.其便宜是叶片真足强度战刚刚度较大，正在输送、使用中仄安性好.但是那种叶片比较沉，比共型号的沉型叶片沉20~30%，制制成本也相对付较下.C 型梁用玻璃纤维夹芯结构，使其启受推力战蜿蜒力矩达到最佳.叶片上、下壳体主要以单背巩固资料为主，并适合铺设±45°层去启受扭矩，再用结构胶将叶片壳体战大梁坚韧天粘交正在所有. 图2 Vestas 叶片剖里结构 图3 CTC 叶片剖里结构正在那二种结构中，大梁战壳体的变形是普遍的.通过中断，夹芯结构动做支撑，二半叶片坚韧的粘交正在所有.正在前缘粘交部位常沉叠，以便减少粘交里积.正在后缘粘交缝，由于粘结角的爆收而变脆固了.正在有扭直变形时，粘交部分没有会爆收剪切益坏.闭键问题是叶根的联交，它将启受所有的力，并由叶片传播到轮毂，时常使用的有多种联交办法.1）、螺纹件预埋式以丹麦LM 公司叶片为代表.正在叶片成型历程中，直交将通过特殊表面处理的螺纹件预埋正在壳体中，预防了对付GRP 结构层的加工益伤.通过海中的考查机构考查道明，那种结构型式连交最为稳当，唯一缺面是每个螺纹件的定位必须准确，如图5所示.2、钻孔组拆式以荷兰CTC 公司叶片为代表.叶片成型后，用博用钻床战工拆正在叶根部位钻孔，将螺纹件拆进.那种办法会正在叶片根部的GRP 结构层上加工出几十个φ80以上的孔（如600kW 叶片），图4 LM 叶片剖里结构图5螺纹件预埋式叶根益害了GRP的结构真足性，大大落矮了叶片根部的结构强度.而且螺纹件的笔直度没有简单包管，简单给现场组拆戴去艰易，如图6所示.图6钻孔组拆式叶根采与预紧螺栓的便宜：1) 没有需要贵沉且沉量大的法兰盘.2) 正在批量死产中惟有一个力传播元件.3) 由于采与预紧螺栓，疲倦稳当性很好.4) 通过螺栓很好的板滞联交，而且法兰没有需要粘交.缺面：1) 需要很下的组拆粗度.2) 正在现场拆置央供稳当的螺栓预紧.第二章风机叶片罕睹障碍一．雷打连年去，随着桨叶制制工艺的普及战洪量新式复合资料的使用，雷打成为制成叶片益坏的主要本果.根据IEC/TC88处事组的统计，遭受雷打的风力收电机组中，叶片益坏的占20%安排.对付于建坐正在内天下山或者海岛上的风电场去道，天形搀纯，雷暴日较多，应充分沉视由雷打引起的叶片益坏局里.叶片是风力收电机组中最易受直交雷打的部件，也是风力收电机组最下贵的部件之一.齐天下每年约莫有1%~2%的运止风力收电机组叶片遭受雷打，大部分雷打事变只益坏叶片的叶尖部分，少量的雷打事变会益坏所有叶片现阶段采与的主要防雷打步伐之一是正在叶片的前缘从叶尖到叶根揭一少条金属窄条，将雷打电流经轮毂、机舱战塔架引进天里.其余，丹麦LM公司与丹麦钻研机构、风力收电机组制制商微风电场共共钻研安排出了新的防雷拆置，如图7示所示，它是用一拆正在叶片里里大梁上的电缆，将交闪器与叶片法兰盘连交.那套拆置简朴、稳当，与叶片具备相共的寿命.它是按IECⅠ类尺度安排的，简直真止尺度为“IEC61400-24风力收电机组防雷打呵护”.图7叶片防雷打系统示企图维护人员需要定期到现场查看躲雷步伐是可完备.雷打是无法真足预防的，当前的躲雷步伐只可将雷打制成的益坏减小到最矮.如果制成益伤，请通联桨叶死产厂商给予建复.二．叶片启裂机组仄常运止时，会爆收无顺序的，没有成预测的叶片瞬间振荡局里，即叶片正在转化仄里内的振荡.那种少久的振荡会制成叶片后缘结构做废，爆收裂纹，正在叶片最大弦少位子爆收横背裂纹，宽沉威胁叶片结构仄安.桨叶分歧的益伤程度对付应有分歧的处理要领.1.如果不过叶片表面沉微受益，则用砂纸（80~120#）挨磨益伤天区至表面真足光净，而后用丙酮荡涤，与消碎屑并包管建补表面真足搞燥.2.如果益伤天区益伤深度超出1mm，必须用树脂战玻璃纤维建复至矮于周围表面0.5~0.8mm；若用450g/m2玻璃纤维短切毡，则每层将有1mm薄.当玻璃纤维层固化后，挨磨仄坦后涂上胶衣，等胶衣树脂固化后用320#~600#火砂纸磨光，末尾扔光至光明.3.如果益伤程度更深，请通联桨叶死产厂商给予处理.三．叶尖制动体益坏针对付国产得速型桨叶，叶尖会出现以下障碍：1.叶尖制动体已支到位；2.叶尖制动体回支过位；3.叶尖制动体没有回支.简直情况详睹下表：障碍局里障碍本果排除要领叶尖制动体已支到位钢丝绳蠕变伸少转化连交套，安排连交套二端螺纹少度，支紧钢丝绳，正在连交螺纹处涂厌氧胶，拧紧螺母.连交套二端或者交心漏油，制成油压缺累. 调换液压缸油管或者拧紧交头.叶尖制动体回支过位定位环紧动，背叶尖目标移动. 紧启紧定螺钉.安排定位环至粗确位子，再拧紧螺钉.叶尖制动体没有回支连交套与钢丝绳脱启连交钢丝绳与连交套，安排钢丝绳少度，要领共上第三章风机叶片运止及维护叶片的调养战维护（包罗定桨距得速型叶片战变桨距叶片）1.局部疏通部件是可运止自如.2.叶片运止一段时间后，正在叶片前缘将产死一层污物，那便落矮了叶片的成果，效用收电量.请用火基型浑净剂扫除.3.若有划伤，根部法兰死锈，请即时建复.4.查看液压缸及油管组件是可漏油，如漏油需即时排除.5.查看叶根防雷打导线是可有磨益，连交紧动，视本量情况给予排除.6.查看液压缸支架螺母，连交套二端紧固螺母是可紧动，如有紧动，应紧固.7.查看叶根所有金属整件的腐蚀情况，并视本量情况给予排除.8.查看叶片法兰盘与叶片壳体间稀启是可完备.9.查看正在仄常转速运止战仄常压力下扰流器与定叶是可真足稀合.10.查看僧龙定位销的磨益情况.11.部分天区果为天气热热，干润，叶尖简单结冰，少久会效用所有风机的仄稳，使所有机组没有克没有及仄常运止.条件允许的话该当对付叶尖结冰部分举止处理.。
风机叶片构造ppt课件
0°标记
Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006
0°标记
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挡雨环
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人孔盖
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铭牌
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雷电峰值卡卡片夹
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避雷系统电阻
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叶片固定工装示意图
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叶片固定工装
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向塔架变形。 导雷系统： 接收和传导雷电的系统 接收器： 装进叶片表面的金属设备来传导电流以使叶片
避免电击破坏。
叶片扭旋： 所有叶片轮廓截面上的叶片扭旋。
Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006
叶片（blade）
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(2021年整理)风机叶片原理和结构
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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。
风力发电机叶片简介演示
实时监测叶片状态，一旦发现叶片性能严重下降或达到预定更换条 件，立即进行更换。
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先进制造技术
采用先进的制造技术，如3D打印和复合材料成型工艺，可以制造出具有更复杂几何形状和更高性能的叶 片。这为进一步优化叶片设计提供了技术保障。
04
叶片的检测与维护
叶片的缺陷与损伤检测
01
Байду номын сангаас
02
03
视觉检测
通过高清相机捕捉叶片表 面的图像，利用计算机视 觉技术识别裂纹、变色、 变形等缺陷。
超声波检测
力学性能和耐候性，同时重量较轻，适用于大型风力发电机叶片。
02 03
碳纤维
碳纤维是一种高性能、高强度的材料，用于叶片制造可显著提高叶片的 刚度和抗疲劳性能。然而，碳纤维成本相对较高，目前主要用于高端风 力发电机。
木材和复合材料
一些小型风力发电机叶片采用木材或其他复合材料制造。这些材料具有 成本低、环保等优点，但性能相对较差，适用于低风速地区。
利用超声波在叶片材料中 的传播特性，检测叶片内 部的裂纹、气泡等缺陷。
红外线热像检测
通过红外线热像仪观察叶 片表面的温度分布，从而 发现潜在的缺陷和损伤。
叶片的维护与修复
表面清洗
定期清除叶片表面的污垢 、沙尘等附着物，保持叶 片的光洁度，减少风阻。
防腐涂层
对叶片表面进行防腐处理 ，涂抹专用防腐涂层，延 长叶片使用寿命。
先进复合材料成型工艺
随着技术的发展，一些先进的复合材料成型工艺如拉挤成型、模压成型和3D打印等也逐 渐应用于风力发电机叶片的制造。这些工艺具有生产效率高、材料利用率高、产品设计灵 活等优点，代表了未来叶片制造技术的发展方向。
风机叶片结构设计
R=0.1 Frequency=4Hz
Remaining static strength = 97%典型风机叶片的疲劳载荷-循环次数曲线
如果叶壳全部采用玻璃钢复合材料制造，达到要求的强度所需厚度只有几毫米。
但是因为从梁帽到后缘的距离有1米多长，如果采用几毫米的厚度则刚度不足。
这也会导致空气动力学问题和发生脱粘现象。
增加玻璃钢层的厚度可以解决这个问题，但又会导致重量和成本增加。
因此叶壳部分多
避免撞击的一个简单的办法就是加大静止时的叶尖和塔架间距，可以调整转子位置或是倾斜一定角度，还可以设计预弯型叶片或是锥形叶片。
在实际应用中这些方案都或多或少地存在一些问题，例如降低空气动力学效率，增加生产成本（例如加大间距型风机需要更高性能的机舱轴承）等
失效前叶根部FEA受力分析示意图
如果对某些部位的疲劳性能有所担心，就可以通过FEA分析得到更加详细的信息。
对于承载能力较差的区域可以通过分析载荷图谱计算出叶片使用过程中的累积破坏，并确切的知道是否会发生提前破坏。
风机叶片结构模型
风机叶片结构模型一、引言随着可再生能源的快速发展，风能作为一种清洁、可再生的能源形式，在全球范围内得到了广泛应用。
风机作为风能转换的核心设备，其叶片结构的设计和优化对于提高风能利用率、降低制造成本以及确保风机运行的安全性至关重要。
本文将对风机叶片的结构模型进行详细解析，探讨其设计原理、材料选择、制造工艺以及未来的发展趋势。
二、风机叶片设计原理风机叶片的设计需综合考虑空气动力学、结构力学、材料科学以及制造工艺等多个学科的知识。
其核心目标是在保证结构强度的前提下，最大化风能捕获效率。
这要求叶片在形状、截面、扭转角以及翼型等方面进行精细化设计。
1. 叶片形状与截面设计叶片的形状通常呈现为细长的翼型结构，这种设计有助于减少空气阻力，提高升力系数。
截面设计则决定了叶片在不同风速下的气动性能。
常见的截面形状包括NACA 系列翼型、FFA系列翼型等，它们都是在风洞实验中经过反复优化得到的。
2. 扭转角设计扭转角是指叶片沿其长度方向各截面的安装角变化。
通过合理设计扭转角分布，可以使叶片在不同风速下都能保持较佳的气动性能，从而提高风能利用率。
3. 翼型优化翼型优化是风机叶片设计中的关键环节。
通过对翼型的细微调整，如改变前缘半径、后缘角度等，可以显著提高叶片的气动效率。
现代风机叶片设计中常采用计算流体动力学（CFD）技术进行翼型优化。
三、风机叶片材料选择风机叶片在运行过程中承受着巨大的风载荷和离心载荷，因此要求材料具有足够的强度和刚度。
同时，考虑到风机叶片的制造成本和重量限制，材料的选择也需兼顾经济性和轻量化。
1. 玻璃纤维复合材料（GFRP）玻璃纤维复合材料是早期风机叶片的主要材料之一。
它具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，但模量相对较低，对于大型风机叶片来说可能难以满足刚度要求。
2. 碳纤维复合材料（CFRP）碳纤维复合材料具有更高的比强度和比模量，是制造大型风机叶片的理想材料。
然而，其制造成本较高，限制了在一些低成本风电项目中的应用。
风机叶片结构设计
R=0.1 Frequency=4Hz
Remaining static strength = 97%典型风机叶片的疲劳载荷-循环次数曲线
如果叶壳全部采用玻璃钢复合材料制造，达到要求的强度所需厚度只有几毫米。
但是因为从梁帽到后缘的距离有1米多长，如果采用几毫米的厚度则刚度不足。
这也会导致空气动力学问题和发生脱粘现象。
增加玻璃钢层的厚度可以解决这个问题，但又会导致重量和成本增加。
因此叶壳部分多
避免撞击的一个简单的办法就是加大静止时的叶尖和塔架间距，可以调整转子位置或是倾斜一定角度，还可以设计预弯型叶片或是锥形叶片。
在实际应用中这些方案都或多或少地存在一些问题，例如降低空气动力学效率，增加生产成本（例如加大间距型风机需要更高性能的机舱轴承）等
失效前叶根部FEA受力分析示意图
如果对某些部位的疲劳性能有所担心，就可以通过FEA分析得到更加详细的信息。
对于承载能力较差的区域可以通过分析载荷图谱计算出叶片使用过程中的累积破坏，并确切的知道是否会发生提前破坏。
风机结构详解(精华)
风机结构详解（精华）风电机结构:机舱：机舱包含着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风电机塔进入机舱。
机舱左端是风电机转子，即转子叶片及轴。
转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。
现代600千瓦风电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。
轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。
低速轴：风电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。
在现代600千瓦风电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。
轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。
齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。
高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。
它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风电机被维修时。
发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。
在现代风电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。
偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。
偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。
图中显示了风电机偏航。
通常，在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。
电子控制器：包含一台不断监控风电机状态的计算机，并控制偏航装置。
为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风电机操作员。
液压系统：用于重置风电机的空气动力闸。
冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。
此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。
一些风电机具有水冷发电机。
塔：风电机塔载有机舱及转子。
通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。
现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。
它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。
管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。
格状的塔的优点在于它比较便宜。
风速计及风向标：用于测量风速及风向。
风电机发电机风电机发电机将机械能转化为电能。
风机构造及工作原理
风机构造及工作原理宝子！今天咱们来唠唠风机这玩意儿。
风机啊，就像是一个神奇的小助手，在好多地方都能看到它的身影呢。
咱先说说风机的构造哈。
风机有个外壳，就像它的小房子一样，这个外壳可重要啦。
它能把风机里面的那些零件都好好地保护起来，不让它们受到外界的伤害。
外壳的形状也是有讲究的，有的是圆形的，有的是方形的，不过不管啥形状，都是为了让风机更好地工作。
再看看里面，有个叶轮，这叶轮就像是风机的小翅膀。
叶轮上面有好多叶片呢，这些叶片就像小扇子一样。
它们有的是直直的，有的是弯弯的，不同的形状和角度都影响着风机的性能。
叶轮一转起来啊，就像是在风中翩翩起舞的蝴蝶，特别好看。
而且啊，这个叶轮转得可快了，就像个不知疲倦的小陀螺。
还有电机呢，电机就是风机的动力源泉。
就好比是风机的心脏一样，没有电机，风机就动不起来啦。
电机里面有好多小线圈和小零件，它们相互配合，通电之后就能产生力量，让叶轮呼呼地转起来。
电机的力量大小也很关键哦，如果电机太弱，风机就没什么劲儿，要是电机太强呢，又可能会有点浪费。
那风机是怎么工作的呢？当我们给风机通上电，电机就开始工作啦。
电机带动叶轮转动，这时候啊，就像是在叶轮周围制造了一个小漩涡。
叶轮快速转动的时候，它会把周围的空气或者其他气体吸进来。
就好像是叶轮在说：“来呀，小空气们，到我这儿来。
”然后呢，被吸进来的空气就会被叶轮带着一起转动。
叶轮就像个超级大力士，把空气加速，然后再把空气从风机的出口推出去。
这个过程就像是在玩接力赛，叶轮把空气这个小接力棒接过来，加速之后再传递出去。
风机在生活中的用处可多啦。
在夏天的时候，我们用的风扇就是一种简单的风机。
风扇的叶轮一转，就把周围的凉风吹到我们身上，那感觉就像有个小天使在给我们扇风一样，特别舒服。
还有在一些工厂里，风机可以把车间里的废气排出去，让工人们能在一个比较健康的环境里工作。
要是没有风机，那车间里到处都是难闻的气味和灰尘，可就糟糕啦。
在一些大型的建筑物里，也有风机的存在。
风机叶片结构分析
风机叶片结构分析作为一种重要的能源装置，风力发电机在近几十年来得到了广泛的应用，而风机叶片作为风力发电机的核心部件，其设计和制造质量对于风力发电机的性能有着至关重要的影响。
因此，对风机叶片的结构进行分析和研究，不仅有助于提高风力发电机的效率和质量，同时也有助于推动风能行业的发展。
一、风机叶片的结构风机叶片是风力发电机的核心部件之一，其结构设计需要兼顾轻量化和刚度性能之间的平衡。
一般来说，风机叶片由内部结构和外壳两部分组成。
内部结构一般采用建筑材料或高强度复合材料制成，其作用是为外壳提供刚度和强度支撑。
而外壳则采用复合材料或金属材料制成，其作用是保护内部结构，同时使风机叶片具有较高的风阻和气动性能。
二、风机叶片结构的设计要求1.优化叶片几何形状叶片几何形状直接影响到其气动性能和动力学性能。
因此，在叶片结构设计过程中需要考虑到叶片几何形状的优化，比如采用升力系数最大化、力矩平衡等原则，来达到提高风力发电机效率和降低噪音等目的。
2.提高叶片的刚度和强度因为风机叶片需要在强风和恶劣天气条件下工作，因此需要具有较高的刚度和强度，能够承受极限荷载和振动。
为此，在叶片设计过程中需要考虑到内部结构和外壳的材料选择和设计，通过优化叶片结构和增加材料强度等方式来加强叶片的刚度和强度。
3.减小叶片重量叶片重量是影响风力发电机效率和成本的一个主要因素。
因此，在叶片设计过程中需要兼顾叶片重量和刚性性能之间的平衡，采用轻量化、节能等技术手段来减小叶片重量，同时保证其刚性性能。
三、风机叶片结构的分析方法1.有限元分析有限元分析是一种用数学方法模拟物体内部力学行为和变形的计算方法。
在叶片的结构分析过程中，可以采用有限元分析技术来求解叶片内部的应力和变形情况，从而优化叶片结构和材料选择，以保证叶片的刚度和强度。
2.气动性能分析气动性能分析是指对风机叶片在风场中的空气流动进行数值计算和模拟，以求解叶片的气动特性。
通过气动性能分析，可以确定叶片的风阻和升力系数等参数，为优化叶片结构和提高风力发电机效率提供依据。
经典：风机各部件的基本介绍
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（4）偏航系统
偏航系统是水平轴风力发电机组的不可缺少的组成部分, 偏航系统的主要作用有两个： 其一是与风力发电机组的控制系统相配合，使风力发电 机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风 力发电机组的发电效率； 其二是提供必要的锁紧力矩， 以保障风力发电机组的安全运行
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• 轮毂 • 风力机叶片都要装在轮毂上。轮毂是风轮的枢纽, 也是叶片根
部与主轴的连接件。所有从叶片传来的力,都通过轮毂传递到 传动系统,再传到风力机驱动的对象。同时轮壳也是控制叶片 桨距(使叶片作俯仰转动) 的所在。
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（2）主传动系统 传动系统包括主轴、齿轮箱和联轴器。轮毂与主 轴固定连接，将风轮的扭矩传递给齿轮箱。有的风 力发电机组组将主轴与齿轮箱的输入轴合为一体。 大型风力发电机组风轮的转速一般在10~30r/min范 围内，通过齿轮箱增速到发电机的同步转速 1500r/min（或1000 r/min），经高速轴、联轴节 驱动发电机旋转。
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主轴
材料： 42CrMo（常温） 34CrNiMo6+QT（寒带）
制造：电炉，真空冶炼； 加工方法：铸锭； 锻造比： 最小3.5； 锻造精度：2级； 严格执行GB/T171071997规定，对锻后毛坯进 行热处理。
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（5）雷电保护 风力发电机的塔架一般有圆锥形钢结构和梯形栅
格钢结构两种。圆锥形钢结构内部安装楼梯、安全线路、 工作平台和照明系统。塔架基础采用地下钢筋混凝土结 构。随着塔身高度增加,风轮叶片遭受雷击的概率也增加, 必须设计防雷系统。如果风轮或机舱遭受雷击,雷电保护 系统会将雷电电流引入接地系统。
风机结构
动叶可调轴流风机工作原理：由系统管道流入风机的气流经过进气箱改变方向，经集流器收敛加速后流向叶轮，电动机动力通过叶轮叶片对气流作功，由此改变风量、风压，满足工况的变化需求；在叶片的作用下，流过叶轮的气流呈现螺旋形运动，需经过后导叶转为轴向然后流入扩压器。
在扩压器中，气体的部分动能转化为静压能，从而完成风机出力的工作过程。
风机主要部件的划分：一定子部件带有轴管的进气箱、带有整流罩的风机壳、导叶、扩压器、进气膨胀节、排气膨胀节、活节和管路系统等。
1吸入室电厂轴流风机多采用带有进气箱的非自由进气方式，气流经进气箱进风口沿径向流入，然后在环形流道内弯转，经过集流器进入叶轮。
进气箱和集流器的作用与结构要求是使气流在损失最小的情况下平稳均匀地进入叶轮。
2导叶轴流风机的导叶有动叶片的进口前导叶和出口导叶，前导叶有固定式和可调式两种。
导叶的作用是使气流进入风机前的气流发生偏转，也就是使气流由轴向运动转为旋转方向，一般情况下是产生负预旋。
在动叶可调轴流风机中，一般只安装出口导叶。
出口导叶可采用翼型，也可采用等厚的圆弧版叶型，做成扭曲形状。
为避免气流通过时产生共振，导叶数应该少于动叶片数。
3整流罩整流罩安装在叶轮或进口导叶前，以使进气条件更为完善，降低风机的噪声，它的好坏对风机的性能影响很大，一般设计成半圆形或椭圆形，也可以与尾部扩压器内筒一起设计成流线型。
在叶轮或进口导叶前安装与集流器相应适的整流罩以构成通风机进口气流通道。
良好的整流罩可提高风机流量的10%左右4扩压器气流从出口导叶流出，在扩压器内将动能转化为压力能，可以提高风机的流动效率。
扩压器由外筒和芯筒组成，扩压器外筒有圆筒形和锥形两种。
圆筒形扩压器的芯筒是流线型或圆台形的，锥形扩压器的芯筒是流线型或圆柱形的。
二转子部分转子部分主要包括中间轴、主轴、联轴器、叶轮和叶片。
1中间轴轴流式风机有两种形式：一种是主轴与电动机用联轴器直接相连而无中间轴；另一种是主轴用两个联轴器和一根中间轴与电动机相连。
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雷电峰值卡卡片夹
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避雷系统电阻
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叶片固定工装示意图
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挡雨环
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人孔盖
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Байду номын сангаас
铭牌
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明阳1.5MW风机叶片设计
1. 叶片由上下两个半壳、组成，并以由两个单向梁帽和两个多 向的由夹层结构构成的抗剪腹板组成的梁作为结构支撑。
2. 梁帽由单向环氧玻璃玻纤组成，抗剪腹板由二维（+45°/45°）环氧玻纤组成，叶片外壳由双轴和三轴（+45°/45°/0°）的E-玻纤复合成型。根部由三轴E-玻纤增强。由 轻木和部分的PVC泡沫作为芯材。为了获得边缘应有的刚性， 后缘单向增强。上壳、下壳、梁帽和梁腹由各自的模具制造。 上、下壳由前缘和后缘粘接成一体，同时和梁帽粘接。
叶尖接闪器
排水口
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起吊标志
重心位置
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叶根（root of blade）
螺栓连接
预弯
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叶片截面图
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迎风面（Pressure side） 背风面（Suction side）
0°标记： 叶尖弦的标记。0°标记位于翼根法兰的外表和内部 重心： 叶片配重的中心。重心要做标记，这是因为重心在
叶片搬运时至关重要。 逆风面： 压力面，即叶片迎风的一面。 顺风面： 负压面，即叶片背风的一面。由于空气动力学的轮
廓形状，这一侧产生提升力。 预弯曲度： 叶片逆风方向预弯曲，以防止运转过程中叶片朝
后缘（ Trialing edge）前缘（Leadling edge）
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叶尖（tip of blade）
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叶片固定工装
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向塔架变形。 导雷系统： 接收和传导雷电的系统 接收器： 装进叶片表面的金属设备来传导电流以使叶片
避免电击破坏。
叶片扭旋： 所有叶片轮廓截面上的叶片扭旋。
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叶片（blade）
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3. 挡雨环和人孔盖由各自的模具制造，再粘结在叶片型腔内外 4. 叶片根部的连接设计成T杆连接形式。
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明阳1.5MW风机叶片的基本构造
外壳
避雷系统
腹板
叶片
人孔盖
梁帽
挡雨环
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结构胶粘接PS及SS面
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腹板粘接
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Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006
0°标记
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0°标记
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风机叶片基本术语
叶片： 具有空气动力形状、接受风能，使风能绕其轴转动 的主要构件
叶根： 风轮中连接叶片和轮毂的构件 叶尖： 叶片距离风能回转轴线的最远点 前缘： 翼型在旋转方向的最前端 后缘： 翼型在旋转方向的最后端 叶片长度： 叶片在展向上沿压力中心连线测得的最大长度
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