风力机的基本参数与理论
各种风力发电机组主要全参数
各种风力发电机组主要全参数风力发电机组是一种利用风能进行发电的装置，其主要由风轮、发电机和控制系统等组成。
风力发电机组的设计和参数主要包括风轮直径、额定功率、输出电压、转速范围、切入风速和切出风速等。
1.风轮直径：风轮直径是风力发电机组的关键参数之一，它决定了风轮受到的风能捕捉面积。
一般来说，风轮直径越大，所能捕捉的风能就越多。
2.额定功率：额定功率是指在额定工作条件下，风力发电机组能够输出的电功率。
一般来说，额定功率越高，风力发电机组的发电能力就越强。
3.输出电压：输出电压是指风力发电机组输出的电的电压值。
一般来说，输出电压为交流电，其常见的标准电压有220V、380V等。
4.转速范围：转速范围是指风力发电机组可以正常运行的转速范围。
风力发电机组一般会有最小转速和最大转速限制，以确保发电机组的正常运行。
5.切入风速：切入风速是指风力发电机组开始产生电能的最低风速。
当风速超过切入风速时，发电机组会开始转动并输出电能。
6.切出风速：切出风速是指风力发电机组停止发电的最低风速。
当风速低于切出风速时，发电机组会停止转动，以保护发电机组的安全运行。
此外，还有一些其他的参数也是关于风力发电机组的重要参数，比如：7.转子类型：转子类型主要包括水平轴和垂直轴两种类型。
水平轴风力发电机组是目前应用最广泛的一种，而垂直轴风力发电机组在一些特殊场景中也有应用。
8.材料和设计标准：风力发电机组的材料和设计标准是保证风力发电机组性能和安全运行的关键因素，常见的材料有碳钢、铝合金等，而设计标准一般参考国际认可的标准。
9.运行温度范围：运行温度范围是指风力发电机组能够正常运行的温度范围，通常是-20°C到50°C之间。
10.噪音水平：噪音水平是指风力发电机组在正常运行时产生的噪音大小，一般需要满足国家相关标准，以保护周围环境和居民的权益。
以上所述参数是风力发电机组的主要全参数，不同型号和厂商的风力发电机组具体参数可能会有所不同。
第二章-风力机的基本理论及工作原理
4）风杯式阻力差风力机 两个半球面杯对称安装在转轴两 侧，球面方向相反。一个凸面向 风，另一个凹面向风，显然在相 同风力下后者对风的阻力比前者 大。
叶轮由两片垂直的叶片阻成，叶片 截面为流线型的对称翼型，以相反方 向安装在转轴两侧。
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达里厄风力机在低风速下运转困难， 要在较高的风力下，风轮转速达到 叶尖速比为3.5以上才可能正常运 转，在尖速比为4-6可获较高的功 率输出。下图为达里厄风力机的功 率系数与叶尖速比的关系曲线。
达里厄风力机对叶片截面 形状（翼型）选择与外表光洁 度要求比较高。达里厄风力机 不能单靠风力自起动，必须依 靠外力起动使叶尖速比达到 3.5以上时才能依靠升力运转。 典型的达里厄风力机翼片不是 直的，而是弯成弧形，两翼片 合成一个φ形。
关系到叶片的攻角，是分析
风力机性能的重要参数。
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实度比
▪ 风力机叶片的总面积与风通过风轮的面积（风轮扫掠面积） 之比称为实度比（容积比），是风力机的一个参考数据。
▪ 左图为水平轴风力机叶轮，S为每个叶片对风的投影面积， B为叶片个数，R为风轮半径，σ为实度比，
▪ σ=BS/πR2
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▪ 右图为升力型垂直轴风力机叶轮，C为叶片弦长， B为叶片个数，R为风轮半径，L为叶片长度，σ 为实度比。垂直轴风力机叶轮的扫掠面积为直径 与叶片长度的乘积，
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风轮的轮毂比(Dh/D)：风轮轮毂直径Dh
与风轮直径之比。
U(1-a)
风电场主要设备介绍及其基本理论
风电场主要设备介绍及其基本理论1 风力发电机的类型风力发电机多种多样，归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。
1.1水平轴风力发电机水平轴风力发电机可分为升力型和阻力型两类。
升力型风力发电机旋转速度快，阻力型旋转速度慢。
对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。
大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。
对于小型风力发电机，这种对风装置采用尾舵，而对于大型的风力发电机，则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。
风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机，风轮在塔架后面的则称为下风向风机。
水平轴风力发电机的式样很多，有的具有反转叶片的风轮，有的在一个塔架上安装多个风轮，以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本，还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡，集中气流，增加气流速度。
1.2垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有纯阻力装置的风轮；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。
这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。
达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。
在20世纪70年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。
达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。
现在有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。
这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。
其他形式的垂直轴风力发电机有马格努斯效应风轮，它由自旋的圆柱体组成，当它在气流中工作时，产生的移动力是由于马格努斯效应引起的，其大小与风速成正比。
风力发电机组基础理论
西方国家意识到对化石能源的依赖性太强，各国政府开始重视其他替代能 源特别是可再生能源（环保压力）。
1、风力发电机组的入门知识
1.2 风机的发展历程
蓬勃发展
能源危机后， 美国、丹麦、 瑞典、德国 下大决心开 发风能。
1、风力发电机组的入门知识
1.2 风机的发展历程
1、风力发电机组的入门知识
1.2 风机的发展历程
风车
辗磨谷物、灌溉
？
风力发电机
发电
1、风力发电机组的入门知识
1.2 风机的发展历程 第一次尝试
丹麦：1891年，Poul La Cour。
一战导致的石油价格的上涨， 推动了风机技术的迅速发展， 到1918年共有120台风力发电机 投入运行（功率10～35kW、风 轮直径最大达20m）。
1.3 风机的类型 3）变桨定速型（主动失速）
停机时刀尖朝前。
1、风力发电机组的入门知识
1.4 风力机的发展趋势 越来越庞大
但并不是越大越好，还要考虑当地风况和机组成本等因素
1、风力发电机组的入门知识
1.4 风力机的发展趋势 陆上——海上
要用较高的塔架以获取更好的风况 一般不大于3MW
风况较好，一般适用于3MW以上 风机，以节约基础成本
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1、风力发电机组的入门知识
1.2 风机的发展历程
它是利用风能旋转的、最简单的捕风装置
1、风力发电机组的入门知识
1.2 风机的发展历程
1）历史记载的最早的风车出现在公元644年，在现在 的阿富汗一带，为垂直轴，用于辗磨谷物。
1、风力发电机组的入门知识
1.2 风机的发展历程
2）中国也很早开始利用风能，主要使用垂直轴风车。
21米分散式风力发电基本参数
21米分散式风力发电基本参数摘要：一、引言二、21米分散式风力发电机的基本参数1.高度2.风轮直径3.发电机容量4.风速范围5.发电效率6.抗风能力7.适用场景三、21米分散式风力发电机的优势1.安装便捷2.占地面积小3.环保节能4.稳定可靠5.降低维护成本四、结论正文：一、引言随着可再生能源的不断发展，风力发电作为一种清洁、环保的能源形式，越来越受到关注。
21米分散式风力发电机作为一种高效、可靠的发电设备，逐渐成为市场上的一大亮点。
本文将详细介绍21米分散式风力发电机的基本参数及优势，以供大家参考。
二、21米分散式风力发电机的基本参数1.高度：21米2.风轮直径：根据不同型号，分为1.5米、2米、2.5米等3.发电机容量：根据不同型号，分为1kW、2kW、3kW等4.风速范围：3-20米/秒5.发电效率：≥35%6.抗风能力：根据不同型号，分别为70米/秒、80米/秒等7.适用场景：乡村、山区、沿海等风能资源丰富的地区三、21米分散式风力发电机的优势1.安装便捷：21米分散式风力发电机采用模块化设计，安装简便，大大降低了安装成本和时间。
2.占地面积小：相较于传统风力发电机组，21米分散式风力发电机占地面积较小，节省了土地资源。
3.环保节能：风力发电是一种清洁、可再生的能源，使用过程中不产生污染，有助于减少碳排放，实现绿色发展。
4.稳定可靠：21米分散式风力发电机采用高性能发电机组，运行稳定，故障率低。
5.降低维护成本：由于设备简单、易维护，21米分散式风力发电机的运行维护成本相对较低。
四、结论综上所述，21米分散式风力发电机凭借其优异的性能和实用性，成为风力发电领域的佼佼者。
在风能资源丰富的地区，投资建设21米分散式风力发电项目具有较高的经济价值和环保意义。
风力机理论基础
2.
翼型剖面： ——弦长 C，安装角。 ——设V为来流的风速，由于U的影响，气流相 对于桨叶的速度应是两者的合成，记为W。
——定义W与叶轮旋转平面的夹角为入流角，记 为，则有叶片翼型的攻角为：=-。 三、叶素上的受力分析 在W的作用下，叶素受到一个气动合力dR，可 分解为平行于W的阻力元dD和垂直于W的升力 元dL。 另一方面，dR还可分解推力元阻力元dF和扭矩 元dT，由几何关系可得： dF＝dLcos + dDsin dT＝r(dLsin - dD cos )
CDmin
CD0
CD
0
说明：
——极曲线上的每一点对应一种升阻比及相应的 攻角状态，如0、 CDmin、CT等。 ——为了得到最佳升阻比，可从原点作极曲线的 切线，由于 此时的夹角最大，故切点处的升 阻比CL/CD=tg 最大，对应的攻角为最有利攻 角有利。
五、压力中心
压力中心：气动合力的作用点，为合力作用线与翼 弦的交点。 ——作用在压力中心上的只有升力与阻力，而无力矩。 ——压力中心的位置通常用距前缘的距离表示。
3
2
1.2.3 叶素理论
一、基本思想 将叶片沿展向分成若干微段——叶片元素— —叶素； 视叶素为二元翼型，即不考虑展向的变化； 作用在每个叶素上的力互不干扰； 将作用在叶素上的气动力元沿展向积分，求 得作用在叶轮上的气动扭矩与轴向推力。 二、叶素模型 1. 端面： ——桨叶的径向距离r处取微段，展向长度dr。 ——在旋转平面内的线速度：U=r。
前缘与后缘：
O 翼弦 C
B
翼弦：OB，长度称为弦长，记为 C。
——弦长是翼型的基本长度，也称几何弦。 ——此外，翼型上还有气动弦，又称零升力线。
各种风力发电机组主要参数
各种风力发电机组主要参数风力发电机组是一种利用风能转化为电能的装置。
它主要由桨叶、转子、塔架、电机及控制系统等部件组成。
以下是风力发电机组的主要参数：1.额定功率：风力发电机组的额定功率是指在标准工况下设备所能稳定输出的最大功率。
额定功率往往是购买和选择风力发电机组时的重要参数。
2.风轮直径：风轮直径是指风力发电机组所使用的风轮的直径大小。
风轮直径一般与发电机组的额定功率和风速有关，较大的风轮可以获得更高的功率输出。
3.风机高度：风机高度指风力发电机组设备离地面的高度。
通常情况下，风机高度越高，能够捕捉到的更多的高速风能，从而提高发电效率。
4.切入风速：切入风速是指风力发电机组开始发电的最低风速。
一般来说，切入风速越低，风力发电机组在低风速条件下就能够开始发电。
5.切出风速：切出风速是指风力发电机组停止发电的风速。
当风速超过切出风速时，风力发电机组会自动停止发电，以保护设备。
6.风速等效因子：风速等效因子是指风力发电机组在实际工作条件下与额定功率时的风速之比。
该参数描述了发电机组在不同工况下的发电性能。
7.发电机效率：发电机效率是指风力发电机组将风能转化为电能的效率。
发电机效率越高，风力发电机组在同样的风速条件下能够产生更多的电能。
8.噪音：噪音是指风力发电机组在工作过程中产生的噪音水平。
影响噪音水平的因素包括发电机组的设计和运行状态等。
9.维护周期：维护周期是指风力发电机组进行常规保养和维护的时间周期。
不同类型的风力发电机组其维护周期有所不同。
10.可利用风能范围：可利用风能范围是指风力发电机组能够稳定工作的风速范围。
该参数描述了风力发电机组在各种风速条件下的发电能力。
以上是风力发电机组主要参数的一些介绍。
不同型号、不同设计和制造厂商的风力发电机组在这些参数上可能有所差异，购买和选择适合自己需求的风力发电机组时，需要考虑这些参数的特点和关系。
各种风力发电机组主要参数
各种风力发电机组主要参数风力发电机组是利用风能转化为电能的装置。
它由风轮、发电机、传动系统、控制系统和塔架等组成。
以下是描述风力发电机组主要参数的一个综合介绍，包括风轮的类型和尺寸、发电机的额定功率和效率、传动系统的类型和效率等。
1.风轮类型和尺寸：风轮通常分为水平轴和垂直轴两种类型。
水平轴风轮是目前应用最广泛的一种类型，它的尺寸根据装置的额定功率和所在环境的平均风速来确定。
通常，风轮的直径越大，装置的发电能力越高。
水平轴风轮的直径一般在30米到120米之间。
2.风轮材料：风轮通常由玻璃纤维强化塑料或复合材料制成，以提供足够的强度和耐久性。
此外，风轮的表面也会涂上特殊的防腐涂层，以保护其免受恶劣环境条件的侵害。
3.发电机额定功率和效率：发电机是将风轮的机械能转化为电能的关键组件。
发电机的额定功率通常以千瓦（kW）为单位，并根据风轮的大小和类型来确定。
发电机的效率是指其将机械能转化为电能的比例，一般在85%至98%之间。
4.发电机类型：常见的发电机类型包括同步发电机和永磁发电机。
同步发电机主要用于大型大功率风力发电机组，而永磁发电机则适用于小型和中型风力发电机组。
5.传动系统类型和效率：传动系统将风轮的旋转运动传递给发电机，一般采用齿轮箱或变速器。
传动系统的效率是指其将机械能传递给发电机的比例，一般在90%至95%之间。
6.控制系统：风力发电机组通常配备有控制系统，用于监测风速、风向等参数，并根据这些参数来控制发电机的运行。
控制系统还可以监测并保护发电机组的运行状态，以确保其安全运行。
7.塔架类型和高度：塔架是支撑风力发电机组的结构，用于将风轮安装在适当的高度上，以利用更强的风能。
常见的塔架类型包括自支撑塔架、角钢塔和混凝土塔。
塔架的高度一般在20米到120米之间，具体高度根据风能资源和环境条件来确定。
以上是风力发电机组主要参数的一个综合介绍。
这些参数不仅对于理解风力发电机组的工作原理和性能起到了重要作用，也对于选择适合的风力发电机组和优化其运行具有重要参考价值。
各种风力发电机组主要参数
各种风力发电机组主要参数
风力发电机组的主要参数有风轮直径、额定风速、额定功率、空载转速、额定转速、切入风速、切出风速、极限风速等。
以下是对这些参数的详细说明：
1.风轮直径：风轮直径是指风力发电机组中风轮的直径大小。
风轮直径越大，其叶片受风面积越大，能够捕获更多的风能。
2.额定风速：额定风速是指风力发电机组开始发电的最低风速。
当风速达到额定风速时，风力发电机组开始转动并产生电能。
3.额定功率：额定功率是指风力发电机组在额定风速下所能够输出的最大功率。
通常以千瓦（kW）为单位。
4.空载转速：空载转速是指风力发电机组在无负载的情况下转动的速度。
这个参数对于风力发电机组的设计和运行非常重要。
5. 额定转速：额定转速是指风力发电机组在额定功率下所能够达到的转速。
通常以转/分钟（rpm）为单位。
6.切入风速：切入风速是指风力发电机组开始转动的最低风速。
当风速达到切入风速时，风力发电机组开始工作。
7.切出风速：切出风速是指风力发电机组停止工作的最高风速。
当风速超过切出风速时，风力发电机组会自动停止转动以保护设备。
8.极限风速：极限风速是指风力发电机组能够承受的最高风速。
当风速超过极限风速时，风力发电机组可能会受到损坏或摧毁。
除了上述的主要参数外，风力发电机组还有一些其他的参数可以影响其性能和输出能力，例如齿轮传动方式、发电机类型、刹车系统等。
这些参数都需要根据具体的项目要求和风能资源来进行选择和设计。
风力发电机组的主要参数
风力发电机组的主要参数包括以下几种：风轮直径：风轮直径是指风力发电机风轮叶片的最大直径，风轮直径越大，风力发电机的叶片转动时所受到的风力越大，从而产生更多的转动能量，进而产生更多的电能。
因此，风轮直径是影响风力发电机发电效率的重要参数。
额定功率：额定功率是指风力发电机在额定风速下所能够产生的电功率。
切入风速：切入风速是指风力发电机组开始运行时的风速。
额定风速：额定风速是指风力发电机在额定功率下运行时的风速。
切出风速：切出风速是指风力发电机组停止运行时的风速。
容量因子：容量因子是指风力发电机组实际输出的电功率与额定功率之比。
可利用小时数：可利用小时数是指一个年度内，风力发电机组能够正常运行的总小时数。
负荷因子：负荷因子是指风力发电机组在运行过程中，平均输出的电功率与额定功率之比。
损失因子：损失因子是指风力发电机组在运行过程中，由于各种原因导致的能量损失。
6.25mw的风力发电机组参数
风力发电机组是利用风能转换为机械能，再通过发电机将机械能转换成电能的装置。
而风力发电机组参数则是评估一台风力发电机组性能的重要标准。
今天，我将为您深入探讨6.25mw的风力发电机组参数。
1. 风力发电机组的基本参数6.25mw的风力发电机组通常包括了风轮直径、塔筒高度、发电机额定功率、转速范围、风速范围等基本参数。
其中，风轮直径和塔筒高度直接影响了风力的捕捉效率，而发电机的额定功率和转速则是评估发电机组性能的关键指标。
2. 风力发电机组的风速特性针对6.25mw的风力发电机组，其风速特性是评估其性能的重要参数之一。
风速特性主要包括了切入风速、额定风速和切出风速。
切入风速是指风力发电机组开始转动发电的最低风速，额定风速是指风力发电机组可以输出额定功率的风速，而切出风速则是指当风速过大时风力发电机组停止运转的风速。
3. 风力发电机组的发电机类型在6.25mw的风力发电机组中，发电机类型通常有直驱式和变速双馈式两种。
直驱式发电机由于取消了传动系统，整体结构更加简单且效率更高；而变速双馈式发电机则可以通过调节双馈风机的功率来实现对风机输出功率的平滑调节，使得发电机组在不同的风速下都能保持较高的效率。
4. 风力发电机组的运维成本另外，6.25mw的风力发电机组的运维成本也是需要考虑的参数之一。
运维成本主要包括了设备维护费用、人员管理费用和备件更换费用等。
考虑到风力发电机组的运行周期一般比较长，因此低运维成本可以有效降低发电成本。
5. 个人观点和理解从我个人的观点来看，6.25mw的风力发电机组参数在评估时需要考虑的因素非常多，不仅包括了基本参数和风速特性，还需要考虑发电机类型和运维成本等因素。
只有综合考虑这些参数，才能更好地评估一台风力发电机组的性能和经济性。
总结回顾：通过本文的深入探讨，我希望您对6.25mw的风力发电机组参数有了更深入的了解和认识。
我们从基本参数、风速特性、发电机类型和运维成本等多个方面全面分析了风力发电机组的关键参数，希望能为您提供一个全面、深入和灵活的认识。
风力发电理论及整机基础知识
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水平轴风力发电机组
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二.风力发电机组组成
兆瓦级的大型风力发电机组包括 四个部分：
• • • •
叶轮 机舱 塔架 基础
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三. SL1500风力发电机组概述
叶片
一. 叶轮
轮毂
叶轮又叫风轮，是获 取风中能量的关键部件， 由叶片和轮毂组成。分变 桨距风轮和定桨距风轮。
3.加热器： 数量：六个（两组，每组一个备用） 位置：齿轮箱的前部和后部 作用：当齿轮箱工作环境温度较低 时，加热器对齿轮箱润滑油进行加 热，以确保齿轮箱内部的润滑油保 持在一定的粘度范围。
控制方式：系统自动控制
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4.Pt 100（温度传感器）：
数量：三个（油温、轴承各一个，备 用一个） 位置：齿轮箱后部右侧和上方 作用：监控油温和高速端轴承温度， 确保机组的安全 控制方式：系统自动控制
水平轴风力发电机
对风向依赖大
机器部件在基础底上，便于维修 高空维修难度大 叶片自重影响小 低风下叶片不会自己启动 叶片自重产生交变负荷对叶片 寿命产生决定性影响 达到切入风速机组即启动
地面到风轮中心点的距离很小， 轮毂中心高度可灵活掌握 减少了发电量
拉索产生振动问题，减振成本高 没有拉索，塔筒振动小
润滑方式：
飞溅润滑+压力润滑
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齿轮箱的减噪装置
齿轮箱的重量约占机舱重量的1/2，而且当风机运 转时，齿轮箱会产生振动。为减小振动对其它部件的不 利影响，齿轮箱与主机架之间增加了减振元件。
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结构特点
• 主轴内置于齿轮箱的内部，不需要现场主轴对 中； • 主轴轴承采用稀油润滑，效果更好； • 采用两极行星、一级平行轴机构传动，提高了 速比，降低了齿轮箱的体积； • 采用先进的润滑与冷却系统，使每个润滑点都 可以得到充分的润滑，确保了齿轮箱的使用寿 命。
50kw风力发电机参数
50kw风力发电机参数
50kw风力发电机通常包括以下参数：
1. 风轮直径，风力发电机的风轮直径通常是决定发电机性能的重要参数。
一般来说，直径越大，风力捕捉面积越大，从而产生的功率也越大。
2. 额定风速，额定风速是指风力发电机能够产生额定功率的风速。
通常以米每秒（m/s）来表示。
3. 额定功率，额定功率是指风力发电机在额定风速下能够输出的功率，通常以千瓦（kW）来表示。
4. 切入风速和切出风速，切入风速是指风力发电机开始转动并产生电能的最低风速，而切出风速则是指风力发电机为了保护自身而停止转动的风速。
5. 发电机类型，风力发电机可以采用不同类型的发电机，如异步发电机、同步发电机等，每种类型的发电机都有其特定的参数和特性。
6. 风机高度，风机的安装高度也是一个重要参数，因为高度可以影响到风速的获取情况。
7. 发电机转速，发电机转速通常与风轮直径、发电机类型等参数相关联，不同的转速会影响到发电机的设计和性能。
以上是一些常见的风力发电机参数，不同厂家和型号的风力发电机可能会有所不同，但这些参数通常是评估和比较风力发电机性能的重要依据。
主流风力发电机技术参数
主流风力发电机技术参数风力发电是一种利用风能将风转化为电能的可再生能源。
在发电过程中，主要的设备是风力发电机，它将风能转化为电能。
主流风力发电机的技术参数通常包括以下几个方面：1. 额定功率（Rating Power）：风力发电机的额定功率是指在设计的工况下，风力发电机能够连续输出的电功率。
通常以千瓦（kW）或兆瓦（MW）为单位。
额定功率是一种重要的技术指标，它决定了风力发电机的发电能力。
2. 切入风速（Cut-in Wind Speed）：切入风速是指风力发电机开始转动并产生电能的最低风速。
当风速低于切入风速时，风力发电机不会发电。
切入风速通常以米每秒（m/s）为单位。
3. 额定风速（Rated Wind Speed）：额定风速是指风力发电机达到额定功率所需要的风速。
在设计工况下，当风速达到额定风速时，风力发电机将以额定功率运行。
额定风速通常也以米每秒为单位。
4. 切出风速（Cut-out Wind Speed）：切出风速是指达到该风速时，风力发电机停止运行以保护设备的最高风速。
当风速超过切出风速时，风力发电机将自动停机。
切出风速通常以米每秒为单位。
5. 转速范围（Rotor Speed Range）：转速范围是指风力发电机转子的旋转速度范围。
转速是风力发电机发电效率的关键因素之一，较高的转速范围通常能够提高发电效率。
6. 叶片直径（Rotor Diameter）：叶片直径是指风力发电机叶片的长度。
叶片直径通常决定了风力发电机的装机容量，较大的叶片直径通常能够带来更高的额定功率。
7. 矩阵型号（Turbine Model）：矩阵型号是指风力发电机的具体型号和规格。
不同的矩阵型号具有不同的技术参数和特性，可以根据实际需求选择适合的型号。
主流风力发电机的技术参数可以根据实际需求和具体的风力发电项目来确定。
其中，额定功率、切入风速、额定风速和切出风速是最基本的技术参数，也是衡量风力发电机性能和能力的重要指标。
风力机的基本参数与理论
风力机的基本参数与理论风力发电机风轮系统2.1.1 风力机空气动力学的基本概念1、风力机空气动力学的几何定义（1）翼型的几何参数翼型翼型本是来自航空动力学的名词，是机翼剖面的形状，风力机的叶片都是采用机翼或类似机翼的翼型，与翼型上表面和下表面距离相等的曲线称为中弧线。
下面是翼型的几何参数图1）前缘、后缘翼型中弧线的最前点称为翼型的前缘，最后点称为翼型的后缘。
2）弦线、弦长连接前缘与后缘的直线称为弦线；其长度称为弦长，用c表示。
弦长是很重要的数据，翼型上的所有尺寸数据都是弦长的相对值。
3）最大弯度、最大弯度位置中弧线在y坐标最大值称为最大弯度，用f表示，简称弯度；最大弯度点的x坐标称为最大弯度位置，用x f表示。
4）最大厚度、最大厚度位置上下翼面在y坐标上的最大距离称为翼型的最大厚度，简称厚度，用t表示；最大厚度点的x坐标称为最大厚度位置，用x t表示。
5）前缘半径翼型前缘为一圆弧，该圆弧半径称为前缘半径，用r1表示。
6）后缘角翼型后缘上下两弧线切线的夹角称为后缘角，用τ表示。
7）中弧线翼型内切圆圆心的连线。
对称翼型的中弧线与翼弦重合。
8）上翼面凸出的翼型表面。
9）下翼面平缓的翼型表面。
（2）风轮的几何参数1）风力发电机的扫风面积风轮旋转扫过的面积在垂直于风向的投影面积是风力机截留风能的面积，称为风力机的扫掠面积，下图是一个三叶片水平轴风力机的扫掠面积示意图。
下图是一个四叶片的H型升力垂直轴风力发电机的扫掠面积示意图。
根据前面两表可由所需发电功率估算出风力机所需的扫风面积，例如200W的升力型垂直轴风力发电机工作风速为6m/s，全效率按25%计算所需扫风面积约为6.2m2,如果工作风速为10m/s则所需扫风面积约为1.4m2即可；例如10kW的升力型垂直轴风力发电机工作风速为10m/s，全效率按30%计算所需扫风面积约为56m2,如果工作风速为13m/s则所需扫风面积约为25m2即可。
按高风速设计的风力机体积小成本相对低些，但必须用在高风速环境，例如把一台设计风速为10m/s的风力机放在风速为6m/s的环境工作，其功率会下降80%；按风速6m/s设计的风力机风轮会很大，虽在6m/s时运行很好，但遇大风易超速损坏电机，为抗强风时需增加结构强度使成本大大增加。
《风力机理论与设计》第3章 风力机的基本设计理论
图3.4 风轮扫掠面上半径为dR的圆环微元体
• 3.2.4动量-叶素理论 • 3.2.5叶片稍部损失和根部损失修正
• 当气流绕风轮叶片剖面流动时，剖面上下表面产生压力差， 则在风轮叶片的梢部和根部处产生绕流。这就意味着在叶 片的梢部和根部的环量减少，从而导致转矩减小，必然影 响到风轮性能。所以要进行梢部和根部损失修正。
第三章 风力机的基本设计理论
• 【本章教学目标】
• 掌握贝兹理论基本条件、推导过程；理解涡流理论、叶素 理论、动量理论、动量-叶素理论的内容；熟悉叶片的功 能，了解翼型的基本空气动力学知识。
3.1贝兹理论
• 世界上第一个关于风力机风轮叶片接受风能的完整理论是 1919年由贝兹（Betz）建立的。该理论所建立的模型是考 虑若干假设条件的简化单元流管，主要用来描述气流与风 轮的作用关系。贝兹理论的建立，是假定：风轮是一个圆 盘，轴向力沿圆盘均匀分布且圆盘上没有摩擦力；风轮叶 片无限多；气流是不可压缩的的况且是水平均匀定常流， 风轮尾流不旋转；风轮前后远方气流静压相等。这时的风 轮称为“理想风轮”。
图3.3 叶剖面和气流角的受力关系图
• 3.2.3动量理论
• 动量理论是William Rankime于1865年提出的。假设作用于 叶素上的力仅与通过叶素扫过圆环的气体动量变化有关， 并假定通过临近圆环的气流之间不发生径向相互作用。在 风轮扫掠面内半径r处取一个圆环微元体，如图3.4所示： 应用动量定理，作用在风轮(R， )环形域上的推力为：
气流的迹线为一螺旋线，因此，每个叶片的尖部形成为螺 旋形。在轮毂附近也存在同样的情况，每个叶片都对轮毂 涡流的形成产生一定的作用。此外，为了确定速度场，可 将各叶片的作用以一边界涡代替。所以风轮的涡流系统可 以如图3.2表示。
风力机设计理论及方法 风力机的基本设计理论1
4、NREL翼型系列
该翼型由美国国家可再生能源实验室所研制，主要应 用与大中型叶片，有3个薄翼型族和3个厚翼型族。这 些翼型能有效减小由于昆虫残骸和灰尘积累使桨叶表 面粗糙度增加而造成的风轮性能下降，并且能增加能 量最大输出和改善功率控制。
5、DU翼型系列
几种翼型的比较
S ——叶片扫掠的面积，m2； V ——实际通过风轮的风速，m/s。
根据风轮前后的压力差，作用在风轮上的推力又可写成
式∶
F S(P1 P2 )
P1 ——风轮前压力，Pa或kPa；
P2 ——风轮后压力，Pa或kPa。
• 应用伯努利方程
1 2
V12
P
1 2
V 2
P1
1 2
V22
⑸作用在风轮上的推力是均匀的。
• 将动量方程用于图3-1所示的控制体中，可 得作用在风轮上的推力为∶
式中∶
F m(V1 V2 )
V1 ——风轮前方的风速，m/s； V2 ——叶片扫掠后的风速，m/s；
m ——单位时间内的质量流量，kg/s。
m SV
式中∶
——空气密度，kg/m3；
3、FFA-W翼型系列：（ 2）FFA-W2翼型系列
（ 3）FFA-W3翼型系列
4、NREL翼型系列
5、DU翼型系列
（1）NACA四位数字翼型 1、NACA翼型系列：（ （23） ）NNAACCAA五 四位 、数 五字 位翼 数型 字翼型
（4）NACA六位数字翼型
（3-7）
（3-8）
（3-9）
动量理论说明了作用于风轮上的力和来流速度间的关系， 能够解答风轮转换机械能和基本效率问题。
风力发电理论及整机基础知识
长度（米） 29.25
34
37.3， 37.5，38
40.25
重心距叶片根 部距离（米）
约6.6
约11.25 约11.3 约13.55
风力发电机组的气动基础
二维翼型气体流动情况
上翼面静压值小于下翼面静压值，形成了 升力、阻力、力矩等气动力。
叶片翼型几何定义
A ：叶片前缘
B：叶片后缘
AB ：翼弦，用 t 表示
三. 塔架
小机型风电机组：塔杆
大型风电机组：钢结构， 有锥形筒体和桁架式结构。
小型风电机组：用螺栓 将底座固定于地面或其 它地点。
大型风电机组：钢筋混 凝土结构，设置接地、 排水系统
四. 基础
SL1500系列风电机组分类
叶轮直径尺寸分类：SL1500/61 SL1500/70 SL1500/82 SL1500/77
上半圈时，叶片离心 力和轴向推力的合力K和 叶片轴向重合
由于推力Su＜ S0 ，离 心力Fu >F0 ，所以下半圈 时，合力K并不停在叶片 轴向上。
轮毂受力情况
铰链式轮毂 常用于两叶片叶轮 半固定式轮毂，铰链轴与叶片长度方向及叶轮轴两两垂直
机型环境温度分类： 常温型：生存温度：-25℃~+45℃ 运行温度：-15℃~+45℃ 低温型：生存温度：-45℃~+45℃ 运行温度：-30℃~+45℃
SL1500系列风力发电机组基本参数
技术参数 额定功率 切入风速 切出风速 额定风速 叶轮直径 轮毂高度 平均风速 生存风速 转速范围 额定转速 风机类型
叶片系数与阻力系数的关系
风电机组对叶片的要求
• 比重轻且具有最佳的疲劳强度和机械性能，能经 受暴风等极端恶劣条件和随机负荷的考验；
风力机的基本参数与理论
风力机的基本参数与理论风力发电机风轮系统2.1.1 风力机空气动力学的基本概念1、风力机空气动力学的几何定义（1）翼型的几何参数翼型翼型本是来自航空动力学的名词，是机翼剖面的形状，风力机的叶片都是采用机翼或类似机翼的翼型，与翼型上表面和下表面距离相等的曲线称为中弧线。
下面是翼型的几何参数图1）前缘、后缘翼型中弧线的最前点称为翼型的前缘，最后点称为翼型的后缘。
2）弦线、弦长连接前缘与后缘的直线称为弦线；其长度称为弦长，用c表示。
弦长是很重要的数据，翼型上的所有尺寸数据都是弦长的相对值。
3）最大弯度、最大弯度位置中弧线在y坐标最大值称为最大弯度，用f表示，简称弯度；最大弯度点的x坐标称为最大弯度位置，用x f表示。
4）最大厚度、最大厚度位置上下翼面在y坐标上的最大距离称为翼型的最大厚度，简称厚度，用t表示；最大厚度点的x坐标称为最大厚度位置，用x t表示。
5）前缘半径翼型前缘为一圆弧，该圆弧半径称为前缘半径，用r1表示。
6）后缘角翼型后缘上下两弧线切线的夹角称为后缘角，用τ表示。
7）中弧线翼型内切圆圆心的连线。
对称翼型的中弧线与翼弦重合。
8）上翼面凸出的翼型表面。
9）下翼面平缓的翼型表面。
（2）风轮的几何参数1）风力发电机的扫风面积风轮旋转扫过的面积在垂直于风向的投影面积是风力机截留风能的面积，称为风力机的扫掠面积，下图是一个三叶片水平轴风力机的扫掠面积示意图。
下图是一个四叶片的H型升力垂直轴风力发电机的扫掠面积示意图。
根据前面两表可由所需发电功率估算出风力机所需的扫风面积，例如200W的升力型垂直轴风力发电机工作风速为6m/s，全效率按25%计算所需扫风面积约为6.2m2,如果工作风速为10m/s则所需扫风面积约为1.4m2即可；例如10kW的升力型垂直轴风力发电机工作风速为10m/s，全效率按30%计算所需扫风面积约为56m2,如果工作风速为13m/s则所需扫风面积约为25m2即可。
按高风速设计的风力机体积小成本相对低些，但必须用在高风速环境，例如把一台设计风速为10m/s的风力机放在风速为6m/s的环境工作，其功率会下降80%；按风速6m/s设计的风力机风轮会很大，虽在6m/s时运行很好，但遇大风易超速损坏电机，为抗强风时需增加结构强度使成本大大增加。
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风力发电机风轮系统2.1.1 风力机空气动力学的基本概念1、风力机空气动力学的几何定义（1）翼型的几何参数翼型翼型本是来自航空动力学的名词，是机翼剖面的形状，风力机的叶片都是采用机翼或类似机翼的翼型，与翼型上表面和下表面距离相等的曲线称为中弧线。
下面是翼型的几何参数图1）前缘、后缘翼型中弧线的最前点称为翼型的前缘，最后点称为翼型的后缘。
2）弦线、弦长连接前缘与后缘的直线称为弦线；其长度称为弦长，用c表示。
弦长是很重要的数据，翼型上的所有尺寸数据都是弦长的相对值。
3）最大弯度、最大弯度位置中弧线在y坐标最大值称为最大弯度，用f表示，简称弯度；最大弯度点的x坐标称为最大弯度位置，用x f表示。
4）最大厚度、最大厚度位置上下翼面在y坐标上的最大距离称为翼型的最大厚度，简称厚度，用t表示；最大厚度点的x坐标称为最大厚度位置，用x t表示。
5）前缘半径翼型前缘为一圆弧，该圆弧半径称为前缘半径，用r1表示。
6）后缘角翼型后缘上下两弧线切线的夹角称为后缘角，用τ表示。
7）中弧线翼型内切圆圆心的连线。
对称翼型的中弧线与翼弦重合。
8）上翼面凸出的翼型表面。
9）下翼面平缓的翼型表面。
（2）风轮的几何参数1）风力发电机的扫风面积风轮旋转扫过的面积在垂直于风向的投影面积是风力机截留风能的面积，称为风力机的扫掠面积，下图是一个三叶片水平轴风力机的扫掠面积示意图。
下图是一个四叶片的H型升力垂直轴风力发电机的扫掠面积示意图。
根据前面两表可由所需发电功率估算出风力机所需的扫风面积，例如200W的升力型垂直轴风力发电机工作风速为6m/s，全效率按25%计算所需扫风面积约为6.2m2,如果工作风速为10m/s则所需扫风面积约为1.4m2即可；例如10kW的升力型垂直轴风力发电机工作风速为10m/s，全效率按30%计算所需扫风面积约为56m2,如果工作风速为13m/s则所需扫风面积约为25m2即可。
按高风速设计的风力机体积小成本相对低些，但必须用在高风速环境，例如把一台设计风速为10m/s的风力机放在风速为6m/s的环境工作，其功率会下降80%；按风速6m/s设计的风力机风轮会很大，虽在6m/s时运行很好，但遇大风易超速损坏电机，为抗强风时需增加结构强度使成本大大增加。
2）风轮轴线：风轮旋转运动的轴线3）旋转平面：与风轮轴垂直，叶片在旋转时的平面4）风轮直径：风轮在旋转平面上的投影圆的直径5）风轮中心高：风轮旋转中心到基础平面的垂直距离6）风轮锥角：叶片相对于和旋转轴垂直的平面的倾斜角7）风轮仰角：风轮的旋转轴线和水平面的夹角8）叶片的轴线：叶片纵向轴线，绕其可以改变叶片相对于旋转平面的偏转角（安装角）9）风轮翼型：叶片与半径r并以风轮轴为轴线的圆柱相交的截面10）安装角或浆距角：叶片径向位置叶片翼型弦线与风轮旋转面间的夹角2、流线概念气体质点：体积无限小的具有质量和速度的流体微团。
流线：——在某一瞬时沿着流场中各气体质点的速度方向连成的一条平滑曲线。
——描述了该时刻各气体质点的运动方向：切线方向。
——一般情况下，各流线彼此不会相交。
——流场中众多流线的集合称为流线簇。
如图所示。
绕过障碍物的流线:——当流体绕过障碍物时，流线形状会改变，其形状取决于所绕过的障碍物的形状。
物体在空气中运动或者空气流过物体时，物体将受到空气的作用力，称为空气动力。
通常空气动力由两部分组成：一部分是由于气流绕物体流动时，在物体表面处的流动速度发生变化，引起气流压力的变化，即物体表面各处气流的速度与压力不同，从而对物体产生合成的压力；另一部分是由于气流绕物体流动时，在物体附面层内由于气流粘性作用产生的摩擦力。
将整个物体表面这些力合成起来便得到一个合力，这个合力即为空气动力。
风轮叶片是风力机最重要的部件之一。
它的平面形状与剖面几何形状和风力机空气动力特性密切相关，特别是剖面几何形状即翼型气动特性的好坏，将直接影响风力机的风能利用系数。
气流绕风轮叶片的流动比较复杂，是一个空间的三元流动。
当叶片长度与其翼型弦长之比展弦比较大时，可以忽略气流的展向流动，而把气流绕叶片的流动简化为绕许多段叶片元即叶素的流动，叶素之间互相没有干涉。
当每个叶素的展向长度趋向无穷小时，叶素就成了翼型，空气绕叶素的流动就成了绕翼型的流动，也就成了二元流动或平面流动。
3、升力与阻力风就是流动的空气，一块薄平板放在流动的空气中会受到气流对它的作用力，我们把这个力分解为阻力与升力。
图中F是平板受到的作用力，D为阻力，L为升力。
阻力与气流方向平行，升力与气流方向垂直。
我们先分析一下平板与气流方向垂直时的情况，此时平板受到的阻力最大，升力为零。
当平板静止时，阻力虽大但并未对平板做功；当平板在阻力作用下运动，气流才对平板做功；如果平板运动速度方向与气流相同，气流相对平板速度为零，则阻力为零，气流也没有对平板做功。
一般说来受阻力运动的平板当速度是气流速度的20%至50%时能获得较大的功率。
当平板与气流方向平行时，平板受到的作用力为零（阻力与升力都为零）。
当平板与气流方向有夹角时，在平板的向风面会受到气流的压力，在平板的下风面会形成低压区，平板两面的压差就产生了侧向作用力F，该力可分解为阻力D与升力L。
当夹角较小时，平板受到的阻力D较小；此时平板受到的作用力主要是升力L。
截面为流线型的飞机翼片阻力很小，即使与气流方向平行也会有升力，因为翼片上表面弯曲，下表面平直，翼片上方气流速度比下方快，跟据流体力学的伯努利原理（丹尼尔·伯努利在1726年首先提出时的内容就是：在水流或气流里，如果速度小，压强就大，如果速度大，压强就小。
），上方气体压强比下方小，翼片就受到向上的升力作用。
当翼片与气流方向有夹角（该角称攻角或迎角）时，随攻角增加升力会增大，阻力也会增大，平衡这一利弊，一般说来攻角为8至15度较好。
超过15度后翼片上方气流会发生分离，产生涡流，升力会迅速下降，阻力会急剧上升，这一现象称为失速。
风力发电用风力机有阻力型与升力型两种，水平轴风力机基本都是升力型，垂直轴风力机有多种阻力型结构，也有是升力型结构。
3、压力中心正常工作的翼片受到下方的气流压力与上方气流的吸力，这些力可用一个合力来表示，该力与弦线（翼片前缘与后缘的连线）的交点即为翼片的压力中心。
对称翼型在不失速状态下运行时，压力中心在离叶片前缘1/4叶片弦长位置；运行在不失速状态下的非对称翼型，在较大攻角时压力中心在离叶片前缘1/4叶片弦长位置，在小攻角时压力中心会沿叶片弦长向后移。
4、雷诺数雷诺数是衡量作用于流体上的惯性力与粘性力相对大小的一个无量纲参数，雷诺数用Re 表示， Re= v l ρ/μ式中ρ——流体密度；v——流场中的特征速度；l——特征长度；μ——流体的粘度，流体的粘度主要随温度变化，空气的粘度随气温升高加大；而液体则相反，温度升高粘度减小。
定义ν为流体的运动粘度，ν=μ/ρ?? 于是? Re=μl /ν在研究翼型的气动特性时，v取翼型的运动速度，l取翼型的弦长，得到的就是该翼型的雷诺数。
雷诺数对翼型气动特性影响较大，一般翼型的失速迎角随雷诺数的增大而增大、最大升力系数也随失速攻角的增大而增大。
5、失速当翼片运行较小迎角时，翼片处在正常升力状态，翼片上方与下方的气流都是平顺的附着翼型表面流过，见下图中的A图，此时有较大的升力且阻力很小。
如果将翼片迎角变大，当超过某个临界角度时，翼片上表面气流会发生分离，不再附着翼型表面流过，翼型上方会产生涡流，导致阻力急剧上升而升力下降，这种情况称为失速。
见下图中的B图。
发生转变的临界角度称之为临界迎角或失速迎角，对于不同的翼型失速迎角也不同，普通翼型多在10度至15度，一般薄翼型失速迎角稍小，厚翼型失速迎角要大一些；对于同一个翼型影响失速迎角的是翼片运行时的雷诺数与翼片的光洁度。
6、相对风速风力机叶片运动时所感受到的风速是外来风速与叶片运动速度的合成速度，称为相对风速。
下图是一个风力机的叶片截面，当叶片运动时，叶片感受到的相对风速为w→，它是叶片的线速度（矢量）u→与风进叶轮前的速度（矢量）v→的合成矢量w→=u→+v→相对风速与叶片弦线之间的夹角就是叶片的攻角α2.1.2 风力机基本理论1、贝兹极限风能就是空气运动的动能，风在通过风轮时推动风轮旋转，把它的动能转变为风轮旋转的能量，但经过风轮做功后的风速不会为零，仅仅是减小，故风只能把一部分能量转交给风轮。
那么风能把多大的能量转交给风轮呢，从理论上讲最大值为59.3%，这也是风力发电机组的风能利用系数的最大值，称为贝兹极限。
目前高性能的风力发电机组风能利用系数约为40%。
4.1.3 风力机性能参数1、风能利用系数Cp风功率是速度为v的空气经过平面S后速度减为0所产生的功率，这是理想的情况，事实上空气经过平面S后并没有消失还得流走，速度不可能为0，所以说风只可能把一部分能量传给平面S。
在风力机中风通过风轮扫掠面积时把一部分动能传给风力机，把风轮接受的风的动能与通过风轮扫掠面积的全部风的动能的比值称为风能利用系数，根据贝茨理论，风力机的最大风能利用系数是59%，风能利用系数是衡量风力机性能的主要指标。
而实际的风力机是达不到这个理想数据的，各种形式的风轮接受风力的风能利用系数是不同的，阻力型风力机的风能利用系数较低，升力型风力机的风能利用系数较高。
风力发电机组除了风轮的风能利用系数外，还有机械传动系统效率、发电机效率等，这些效率的乘积就是风力发电机的全效率。
在下表中列出了各种形式的风力发电机的全效率：2、叶尖速比风轮叶片尖端线速度与风速之比称为叶尖速比。
下图是一个风力机的叶轮，u是旋转的风力机风轮外径切线速度，v是风进叶轮前的速度，叶尖速比λ=u/v阻力型风力机叶尖速比一般为0.3至0.6，升力型风力机叶尖速比一般为3至8。
在升力型风力机中，叶尖速比直接反映了相对风速与叶片运动方向的夹角，即直接关系到叶片的攻角，是分析风力机性能的重要参数。
3、实度比风力机叶片的总面积与风通过风轮的面积（风轮扫掠面积）之比称为实度比（容积比），是风力机的一个参考数据。
左图为水平轴风力机叶轮，S为每个叶片对风的投影面积，B为叶片个数，R为风轮半径，σ为实度比，σ=BS/πR2右图为升力型垂直轴风力机叶轮，C为叶片弦长，B为叶片个数，R为风轮半径，L为叶片长度，σ为实度比。
垂直轴风力机叶轮的扫掠面积为直径与叶片长度的乘积，σ=BCL/2RL= BC/2R多叶片的风力机有高实度比，适合低风速、低转速大力矩的风力机，其效率较低。
风力发电机多采用少叶片与窄叶片的低实度比风力机，可以较高效率高转速运行。
4、切入风速风力机对额定负载开始有功率输出时的最小风速。
?5、额定风速设计与制造部门给出的使机组达到规定输出功率的最低风速。