风力发电机(组)噪音控制
风电发电机振动与噪音控制研究
风电发电机振动与噪音控制研究随着科技的快速发展,新能源已经成为全球发展的重要方向。
在新能源中,风能已被认为是最具潜力和可持续性的能源之一。
风能的利用需要通过风力发电机来转换为电能。
然而,风电发电机的振动和噪音却是当前需要解决的一个难题。
本文将探讨风电发电机振动和噪音的原因,以及如何控制它们。
一、风电发电机振动原因风力发电机由轮毂、主轴、齿轮箱、电机和塔架等部分组成。
其中,轮毂和叶片直接接触风力,因此是振动和噪音的主要来源。
风电轮毂振动的原因可以分为以下几个方面:一、叶片的不平衡由于运输、安装等原因,叶片未能完全匹配时就会出现不平衡现象。
这种不平衡会导致转子的不稳定性和大量的振动噪音。
二、叶片的共振由于叶片材料、长度等因素的不同,叶片会在不同的频率下共振。
共振会造成振动和噪音的急剧增加。
三、叶片的疲劳长时间风力作用下,叶片会慢慢变形,形状和硬度会发生变化,进而导致轮毂的振动和噪音。
二、风电发电机噪音的原因风力发电机的噪音主要来自于两个方面:机械振动和气流噪音。
机械振动噪音的主要来源是齿轮箱、电机和转子。
当这些部分发生振动时,就会产生噪音。
气流噪音是由于风与叶片的接触或挡住空气而产生的噪音。
风速越大,叶片接触风速越大,气流噪音也会越大。
三、控制风电发电机振动和噪音的方法风电发电机的振动和噪音已经成为限制其发展的主要瓶颈之一。
因此,如何有效控制其振动和噪音已成为当前研究的重点。
一、叶片设计通过良好的叶片设计,可以减少噪音的产生。
叶片可以通过降低尖叶速比、选择合适的长度、减小叶片厚度等方式来达到这样的目的。
二、减小叶片不平衡在风力发电机的制造和运输过程中,经常会出现叶片不平衡现象。
因此,可以通过使用动平衡仪等高科技手段来减小不平衡。
三、隔音在齿轮箱、电机和转子等部分加装隔音材料,同时降低叶片旋转速度,以降低噪音。
四、创新的地面铺设方法减小地面声音也可以为风电发电机的运转提高舒适。
总结风电发电机的振动和噪音对于风电的持久发展不利,因此如何控制其振动和噪音已成为当前研究的重点。
风力发电机(组)噪音控制
风力发电机(组)噪音控制声源原理发电机组噪声是一个由多种声源构成的复杂声源,按照噪声辐射方式,发电机组噪声可以分为空气动力噪声和表面辐射噪声。
按照产生的机理,发电机组表面辐射噪声又可以分为空气噪声和机械噪声。
其中空气动力噪声为主要噪声源有小于等于85Db.一、机械噪声及结构噪声①齿轮噪声。
啮合的齿轮对或齿轮组,由于互撞和摩擦激起齿轮体的振动,而通过固体结构辐射齿轮噪声。
②轴承噪声。
由轴承内相对运动元件之间的摩擦和振动及转动部件的不平衡或相对运动元件之间的撞击引起振动辐射产生噪声。
③周期作用力激发的噪声。
由转动轴等旋转机械部件产生周期作用力激发的噪声。
④电机噪声。
不平衡的电磁力使电机产生电磁振动,并通过固体结构中,因而不容易分离出声源区。
二、通风设备噪声散热器、通风机等辅助设备产生的噪声。
1、噪声控制噪声控制可以从噪声源、噪声传播途径和噪声接受者三方面入手。
噪声控制技术主要以噪声的声学控制方法为主,具体的技术途径一般包括隔声处理、吸声处理、振动的隔离、阻尼减振等。
隔声处理和吸声处理属于噪声传播降噪控制;振动的隔离和阻尼减振属于阻尼减振降噪控制。
这些噪声控制方法的机理在于,通过噪声声波与声学材料或声学结构、振动波与阻尼材料或阻尼结构的相互作用消耗能量,从而达到降低噪声的目的。
2、阻尼减振降噪控制阻尼减振降噪技术是利用阻尼材料的特性以及阻尼结构的合理设计,耗散结构件的振动能量,来达到减振降噪的目的。
2.1 阻尼材料及其特性材料阻尼是指材料内部在经受振动变形过程中损耗振动能量的能力。
阻尼材料也称粘弹阻尼材料,或粘弹性高阻尼材料。
它是一种兼有某些粘性液体和弹性固体特性的材料。
粘性液体有耗散能量的能力,而不能储存能量;相反,弹性材料有储存能量的能力,而不能耗散能量。
粘弹性材料介于两者之间,当它产生动态应力和应变时,有一部分能量被转化为热能而耗散掉,而另一部分能量以位能的形式储存起来。
能量被转化和耗散的现象表现为阻尼特性。
风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计专利保护策略研究思路分析
风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计专利保护策略研究思路分析一、引言近年来,风力发电作为一种环保、可再生的能源形式,受到了广泛关注和应用。
然而,风力发电机组在运行时常常会产生噪音,这不仅对周围居民的生活造成干扰,还可能对生态环境产生负面影响。
因此,研究风力发电机组噪音控制技术和叶片结构优化设计的专利保护策略具有重要意义。
二、风力发电机组噪音控制技术研究1. 噪音来源分析风力发电机组噪音主要源于风机本身的机械振动和风通过叶片产生的气动噪音。
通过分析噪音来源,可以有针对性地开展噪音控制技术研究。
2. 声学理论及方法应用声学理论为风力发电机组噪音控制技术的研究提供了基础,包括声波传播规律、噪声特性等。
结合实际情况,可运用声学方法对噪音进行测量和分析,进而探索降低噪音的有效手段。
3. 噪音控制技术策略针对风力发电机组噪音,可采取多种控制技术策略,如声学屏障、吸声材料应用、结构优化设计等。
通过研究不同技术策略的效果和可行性,选择最适合的噪音控制方案。
三、叶片结构优化设计研究1. 叶片结构参数分析叶片的结构参数对噪音控制具有重要影响。
通过对不同叶片结构参数进行分析,可以了解其对噪音产生和传播的影响,进而进行优化设计。
2. 叶片材料研究叶片材料的选择和性能对风力发电机组噪音控制和发电效率具有重要影响。
研究不同材料的声学性能和力学性能,选择合适的叶片材料。
3. 结构振动分析叶片结构振动是风力发电机组噪音的重要来源。
通过结构振动分析,可以找出叶片结构的薄弱环节,并进行相应优化设计,降低噪音产生。
四、专利保护策略研究1. 申请专利的重要性风力发电机组噪音控制技术和叶片结构优化设计的研究成果具有重要的经济和社会价值,因此,申请相关专利保护是必要的。
2. 专利保护策略选择在撰写专利申请时,应根据研究成果的特点和技术创新点,选择适当的专利保护策略,如发明专利、实用新型专利等。
3. 专利保护流程针对风力发电机组噪音控制技术和叶片结构优化设计的专利保护,应了解专利保护的相关流程和要求,并按照规定进行申请和审批。
海上风力发电机组的噪声与振动控制技术研究
海上风力发电机组的噪声与振动控制技术研究随着可再生能源的发展趋势以及对环境保护的要求不断提高,海上风力发电成为了一个备受关注的领域。
然而,海上风力发电机组在运行过程中会产生噪声与振动问题,对周围的生态环境和人类的生活造成一定的影响。
因此,研究海上风力发电机组的噪声与振动控制技术成为改善发电效率、保护环境的重要课题。
噪声与振动是海上风力发电机组在运行过程中普遍存在的问题。
噪声主要由风浪冲击、机械传动、发电机运行以及风轮运动等所引起,尤其在海上环境中由于海浪和风力的影响,噪声问题更加突出。
而振动则主要由旋转部件的不平衡、气动失速、液体激振和机械故障等原因引起。
这些问题不仅会对周围的海洋生态环境造成一定的影响,也会干扰到船舶通行、渔船作业以及海上平台的生活工作。
为了解决这些问题,海上风力发电机组的噪声与振动控制技术日益被重视。
一方面,控制噪声的方法包括减少源头产生噪声的力度、采用隔音措施以及减少传输过程中的能量转移等。
例如,通过优化风机桨叶设计和提高风机的气动性能,可以减少风浪冲击所产生的噪声。
同时,在风力发电机组的设计和制造过程中,可以采用减振技术,包括机械减振器的应用、振动吸收材料的使用以及结构优化等手段,来降低振动对周围环境的影响。
另一方面,振动控制技术的研究主要包括主动控制和被动控制两种方式。
主动控制通过传感器监测振动信号,并通过激振源对振动进行反向控制,以达到减小振动的效果。
主要常用的主动控制技术包括主动质量调节器、电磁悬浮技术以及振动源的控制等。
被动控制则是通过添加阻尼器和减振器等装置来吸收和分散振动能量,从而减小振动。
被动控制在海上风力发电机组中广泛应用,如减振支座、液体阻尼器以及弹性材料的使用等。
除了以上的技术手段,合理的布局设计也是降低噪声与振动的重要因素。
例如,将噪声发生源点远离居民区、减少噪声的传播路径、合理设计风力发电机组的支撑结构等都能有效地减少噪声和振动的影响范围。
此外,科学的维护与保养也是确保风力发电机组持续高效运行的关键。
风力发电场噪声影响评估与控制研究
风力发电场噪声影响评估与控制研究引言近年来,随着全球对可再生能源的需求不断增长,风力发电作为一种高效、环保的能源形式受到了广泛的关注和应用。
然而,随之而来的问题是风力发电场噪声对周边环境和人民的影响,这引起了公众的关注和担忧。
因此,详细评估并控制风力发电场噪声对社区和生态环境可能造成的负面影响至关重要。
一、噪声评估方法1.1 声级测量风力发电场噪声评估的首要任务是测量和评估噪声的水平。
声级测量是一种常见的方法,通过放置声级计在风力发电场的关键位置进行测量。
根据国际标准,评估风力发电场噪声对周边环境的影响,可以使用等效连续声级(Laeq)和频谱分析等参数。
1.2 大气传播模型大气传播模型是评估风力发电场噪声影响的重要工具。
根据声源的特征和环境条件,利用数学模型计算声波在大气中的传播效果。
常见的大气传播模型包括ISO9613-2模型、Nord2000模型等。
利用这些模型可以预测风力发电场噪声在不同距离和环境条件下的水平,有助于评估其对周边地区的影响。
二、噪声对环境和生态系统的影响风力发电场噪声对周边环境和生态系统可能产生不利影响,主要包括以下几方面:2.1 对人类健康的影响临近风力发电场的居民可能会受到噪声的干扰和影响,导致失眠、焦虑、心血管问题等健康问题。
此外,长期处于高噪声环境中,人们的生活质量可能会受到影响。
2.2 对野生动物的影响风力发电场噪声对周边野生动物的行为和生活习性可能产生不利影响。
声音的干扰可能导致鸟类迁徙路线改变、繁殖行为受阻,以及鱼类的生长和繁殖能力下降等。
2.3 对环境的影响风力发电场噪声可能对周边环境造成噪声污染,影响当地居民的生活品质。
此外,对于远离风力发电场的居民来说,由于传播距离的影响,噪声可能不会那么明显,但仍然可能产生心理压力。
三、噪声控制方法为了减少风力发电场噪声对周边环境和生态系统的影响,以下是一些噪声控制方法的介绍:3.1 减少噪声源通过减少风力发电机组的振动噪声和气动噪声的产生,可以降低噪声源的噪声水平。
风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计专利保护策略
风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计专利保护策略随着对可再生能源的追求和环境保护意识的提高,风力发电成为了当今最受关注的清洁能源形式之一。
然而,随之而来的问题之一是风力发电机组所产生的噪音。
本文将探讨风力发电机组噪音控制技术以及叶片结构优化设计,并提出专利保护策略。
一、风力发电机组噪音控制技术1. 声波分析技术:在风力发电机组噪音控制中,声波分析技术是一项关键技术。
通过收集噪音信号并进行频率分析,可以有效确定噪音源的位置与类型。
进而,可以针对具体噪音源采取相应的控制措施,如隔声罩的加装或声波消除器的使用。
2. 涡流降噪技术:风力发电机组叶片在运转中产生涡流,从而引发噪音。
涡流降噪技术是一种常用的控制手段。
通过改变叶片的几何形状、表面材质或采用阻尼材料,可以降低涡流噪音的产生并达到噪音控制的目的。
3. 隔声罩设计:设计隔声罩是另一种有效的噪音控制技术。
通过在发电机组周围设置专门设计的隔声罩,可以阻隔噪音的传播路径,减少对周围环境的噪音污染。
在隔声罩设计中,保证空气流通、结构坚固以及材料吸音性能的选择都是需要考虑的因素。
二、叶片结构优化设计1. 材料优化选择:选取适合的材料是叶片结构优化设计的关键。
材料的强度、轻量化以及抗腐蚀性能是需要重点考虑的因素。
例如,采用复合材料代替传统的金属材料,可以在保证叶片强度的同时减轻叶片重量,提高发电效率。
2. 叶片结构参数优化:通过对叶片结构参数的优化设计,可以有效提高风能的捕获效率,并减小噪音的产生。
通过改变叶片的长宽比、倾角以及扭转角度等参数,可以使叶片更好地适应风的流动状态,减少振动和噪音的产生。
3. 叶片平衡及动态性能优化:叶片平衡及动态性能对风力发电机组的正常运行和寿命具有重要影响。
通过对叶片结构进行动态模拟分析,可以确定叶片的固有频率,并采取相应措施避免共振现象的发生,减小结构振动及噪音带来的不利影响。
三、专利保护策略针对风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计所涵盖的创新成果,专利保护是必不可少的。
风力发电机组振动与噪声控制技术研究
风力发电机组振动与噪声控制技术研究随着全球对清洁能源需求的增加,风力发电被广泛应用并在能源行业中占据重要地位。
然而,风力发电机组的振动与噪声问题一直是制约其发展的重要因素之一。
本文将探讨风力发电机组振动与噪声控制技术的研究现状与发展趋势。
一、振动与噪声对风力发电机组的影响风力发电机组的振动与噪声问题不仅给周围环境带来扰动,还可能对机组自身的运行稳定性及寿命产生不利影响。
机组振动会导致机械部件的疲劳破坏、螺栓松动等问题,严重时可能导致故障停机。
噪声问题不仅会影响附近居民的生活质量,还可能违反相关环境噪声标准,影响风电场的正常运营。
二、振动与噪声原因分析机组振动与噪声产生的原因多种多样,主要包括风力的激励、机械传动系统的松动、叶片与塔筒的共振、齿轮间隙等。
其中,风力是主要的激励源,不断变化的风速和方向会导致气动力的变化,引发机组振动。
同时,机械部件的松动也会引起机组整体的振动增大,进而增加噪声产生的可能性。
三、振动与噪声控制技术为了解决风力发电机组的振动与噪声问题,研究人员提出了多种控制技术。
以下从机械结构优化、控制算法改进和减振与隔音措施等方面进行讨论。
1. 机械结构优化通过对发电机组的机械结构进行优化设计,可以减小振动与噪声的产生。
例如,在叶片设计中应选用合适的材料和结构,以降低风力激励对机组的影响。
此外,合理的叶片布置和减震装置的设计都可以减小机组振动。
2. 控制算法改进风力发电机组的控制算法对振动与噪声的控制具有重要作用。
通过改进控制算法,可以调整机组的运行参数,降低机组振动。
研究人员还提出了自适应控制算法,通过不断优化参数,实现对振动与噪声的实时控制。
3. 减振与隔音措施在风力发电机组中应用减振与隔音措施也是一种有效的方法。
例如,采用减振材料对关键部位进行隔振处理;利用消声器或隔音罩对噪声进行吸收与遮挡。
这些措施可以有效地减小噪声的传播和反射,降低周围环境的噪声水平。
四、振动与噪声控制技术的发展趋势当前,风力发电机组振动与噪声控制技术仍处于不断发展的阶段。
风力发电机组的噪声控制
七、噪声源分析
风力发电机组工作过程中在风 及运动部件的激励下,叶片及机 组部件产生了较大的噪声,其噪 声源主要有:
(1)机械噪声及结构噪声
① 齿轮噪声 啮合的齿轮对或齿轮组,由 于互撞和摩擦激起齿轮体的振 动,而通过固体结构辐射齿轮 噪声。
② 轴承噪声 由轴承内相对运动元件之间 的摩擦和振动及转动部件的不平 衡或相对运动元件之间的撞击引 起振动辐射产生噪声。
轴心:
转子轴心附着在风力发电机的低速 轴上。
低速轴: 风力发电机的低速轴将转子轴 心与齿轮箱连接在一起。在现代 600千瓦风力发电机上,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。
塔:
风力发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ห้องสมุดไป่ตู้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.
(2)空气动力噪声
空气动力噪声由叶片与空气之间作用 产生,它的大小与风速有关,随风速增大 而增强。处理空气动力噪声的困难在于其 声源处在传播媒质中,因而不容易分离出 声源区。
(3)通风设备噪声 散热器、通风机等辅助设备产 生的噪声。
八、噪 声 控 制 噪声控制可以从噪声源、噪 声传播途径和噪声接受者三方面 入手。噪声控制技术主要以噪声 的声学控制方法为主,具体的技 术途径一般包括隔声处理、吸声 处理、振动的隔离、阻尼减振等。
风力发电机组气动噪声控制技术研究
风力发电机组气动噪声控制技术研究随着清洁能源的发展,风力发电已成为现代发电领域的重要组成部分。
然而,风力发电机组在运行过程中会产生气动噪声,给周围环境和居民带来不利影响。
因此,研究风力发电机组气动噪声控制技术显得尤为重要。
本文将探讨目前常见的风力发电机组气动噪声控制技术,并针对其优缺点进行分析,为未来的研究和实践提供参考。
一、被动式隔声技术被动式隔声技术是目前应用较为广泛的一种气动噪声控制技术。
该技术通过在风力发电机组周围设置隔声墙、障碍物或隔离带等来减少气动噪声传播的路径,从而降低噪声辐射到周围环境的影响。
被动式隔声技术具有施工简单、成本低廉等优点,但也存在着对风力发电效率的影响以及难以覆盖全面的缺点。
二、主动式消声技术主动式消声技术是一种通过在风力发电机组周围设置声学面板、声源等装置来产生与气动噪声相抵消的声波,以达到降低气动噪声水平的技术。
相较于被动式隔声技术,主动式消声技术具有更高的控制精度和效率,能够实现对特定频率的噪声进行有效控制。
然而,该技术在设备维护和运行成本方面较高,且需要较高的技术水平进行操作和管理。
三、噪声抑制技术噪声抑制技术是一种结合了被动式隔声技术和主动式消声技术的综合应用型技术。
通过对风力发电机组运行的参数进行实时监测和控制,结合隔声墙、声学面板等装置对气动噪声进行有效抑制。
噪声抑制技术能够在一定程度上平衡气动噪声控制的效果与成本之间的关系,是一种较为全面的气动噪声控制技术。
四、未来发展趋势随着科学技术的不断发展,风力发电机组气动噪声控制技术也在不断创新与完善。
未来,应加强对新型隔声材料、先进的声学面板设计等方面的研究,提高噪声控制技术的智能化和自动化水平。
同时,加强对风力发电机组噪声污染的监测与评估,探索更加环保、高效的气动噪声控制技术路径,促进清洁能源的可持续发展。
结语风力发电机组气动噪声控制技术研究至关重要,不仅关系到清洁能源发展的可持续性和环境保护的需要,也关乎居民生活质量和健康安全。
风力发电机组的振动与噪声控制方法研究
风力发电机组的振动与噪声控制方法研究1. 引言近年来,风力发电作为一种可再生能源的重要形式,受到了广泛的关注和应用。
然而,随着风力发电机组规模的不断扩大,振动和噪声问题也日益突显。
不仅会对风力发电机组的运行和寿命造成不利影响,还会给周围环境和人类健康带来困扰。
因此,研究风力发电机组的振动与噪声控制方法具有重要的理论和实践意义。
2. 风力发电机组振动与噪声的特点及影响因素风力发电机组振动与噪声的特点包括低频区域的主导和大幅度的振动。
振动会导致机械运行部件的疲劳破坏,降低机组的可靠性和寿命。
噪声的产生对周围环境和人类的健康产生负面影响,包括睡眠困扰、心理压力和听觉损伤等。
影响风力发电机组振动和噪声的因素包括风速、叶片设计、塔架刚度等。
3. 振动与噪声控制方法3.1 振动控制方法3.1.1 结构设计优化结构设计优化是振动控制的首要措施。
通过合理布置和连接机械部件,减小振动的传递路径,可以有效降低振动的影响。
可采用减震材料和阻尼器增加系统的阻尼达到降低振动的效果。
3.1.2 主动振动控制方法主动振动控制方法主要包括主动振动抑制和主动降噪控制两种方式。
主动振动抑制通过传感器感知振动信息,然后通过控制装置产生相应的抗振力矩或抗振力来抑制振动;主动降噪控制通过传感器感知噪声信号,然后通过反向的声波产生抗噪声,从而实现噪声的控制。
3.1.3 被动振动控制方法被动振动控制方法主要包括隔振和减振两种方式。
隔振是利用隔振系统将机组与塔架分离,降低振动的传递;减振是在机械部件上添加减振器,将振动能量消耗掉,从而降低振动强度。
3.2 噪声控制方法3.2.1 噪声源控制噪声源控制主要包括减少噪声的产生和传播。
通过风叶的形状优化和控制风叶与风的相对速度,减小风叶的噪声产生。
此外,增加隔音措施,例如在机箱周围添加吸音板、隔音板等,可以有效降低机组噪声。
3.2.2 声屏蔽与隔离声屏蔽与隔离主要通过在机舱内部采用吸声材料和隔音结构,或在机组周围设置隔音屏障,来减少噪声的传播和影响范围。
风力发电机降噪方案
风力发电机降噪方案
随着风力发电机在城市和农村的广泛应用,噪音污染日益严重,影响了周围居民的生活质量。
因此,降噪方案成为了风力发电领域研究重点之一。
其中,一些常见的降噪方法包括:
1. 选择合适的站址和降低风机高度,减少噪音的传播距离和强度。
2. 优化叶片设计,降低风机工作时的噪音,例如采用更加平滑的叶片形状,减少颤振等。
3. 安装隔音罩或降噪罩,通过隔离和吸音的方式降低风机的噪音。
4. 采用风机组合式布局,通过合理的布局减少风机数量和工作噪音。
5. 采用智能控制系统,根据实时的风速、方向和噪音数据进行调节,最大限度地降低噪音污染。
总之,针对风力发电机噪音污染问题,可以采取多种有效降噪方案。
随着科技的不断进步和创新,相信在未来,风力发电机的噪音问题将得到更好的解决和优化。
- 1 -。
风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计专利保护策略研究思路分析探讨
风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计专利保护策略研究思路分析探讨一、引言随着全球对可再生能源的需求不断增加,风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式,受到了广泛关注和应用。
然而,风力发电机组噪音问题一直困扰着行业发展和周边环境的协调。
为了解决噪音问题并提升风力发电机组的效率,探索和研究风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计的专利保护策略势在必行。
二、风力发电机组噪音控制技术风力发电机组噪音主要来源于叶片与空气的相互作用以及机械部件的摩擦、振动等。
为降低机组噪音,可以采取以下措施:1.减少叶片与空气的相互作用:通过调整叶片的形状、长度和角度等参数,减小空气的湍流程度,降低噪音产生的机制。
2.降低机械部件的摩擦、振动:采用先进的材料和润滑技术,减少机械部件的摩擦和振动,从而降低噪音产生的机制。
3.噪音隔离:采用噪音隔离材料和结构,将机组噪音有效隔离,避免对周边环境的干扰。
三、叶片结构优化设计叶片是风力发电机组的核心部件,其结构设计对机组的效率和噪音有着重要影响。
通过优化叶片的结构设计,可以改善风力发电机组的性能和噪音控制效果。
1.材料选择:选用轻巧、高强度的材料,如复合材料和高分子聚合物等,既降低了叶片的重量,又提高了机械强度,有助于降低叶片的振动和噪音产生。
2.叶片形状优化:通过数值模拟和实验测试,优化叶片的形状、长度和角度等参数,以达到最佳的风能捕捉效果和噪音控制效果。
3.降低气动噪音:通过改变叶片的表面结构和涂层材料,减少气动噪音的产生。
四、专利保护策略在研究和应用风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计的过程中,专利保护策略至关重要。
以下是几种常见的专利保护策略:1.发明专利:申请对风力发电机组噪音控制技术和叶片结构优化设计的关键创新发明进行专利保护,确保独占市场。
2.实用新型专利:对具有实用新型和技术改进的风力发电机组噪音控制技术和叶片结构进行专利保护,提高市场竞争力。
3.外观设计专利:对风力发电机组叶片外观设计进行专利保护,确保产品的独特性和市场认可度。
风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计
风力发电机组噪音控制技术与叶片结构优化设计随着对可再生能源的需求不断增长,风力发电成为了一种重要的清洁能源。
然而,风力发电机组的噪音问题成为了影响其进一步发展的限制因素之一。
本文将探讨风力发电机组噪音的原因,并提出相应的控制技术与叶片结构优化设计的方法。
一、噪音源与影响因素风力发电机组的噪音主要源自以下几个方面:机械振动、气动力和电器噪声。
其中,机械振动是噪音的主要源头,主要来自发电机组中的转子、轴承、齿轮箱和机座等部件。
机械振动产生的噪音与多个因素有关,包括风轮旋转的速度、转子与轴承之间的力学特性、风轮的形状以及叶片表面的温度等。
此外,风速、环境温度、湍流度和大气压强等气象因素也会对噪音产生影响。
二、噪音控制技术1.主动控制技术主动控制技术是在风力发电机组运行过程中,通过控制系统对噪音进行实时调节和控制的方法。
一种常见的主动控制技术是声学降噪技术,即通过在机组周围布置一定数量的声源和传感器,实时监测噪音的产生与传播,并根据监测结果控制声场的能量分布,从而减少噪音的传播效果。
此外,振动控制技术也是主动噪音控制的一种重要手段。
通过在机组的关键部位加装振动控制装置,可以有效减少机械振动产生的噪音。
2.被动控制技术被动控制技术主要是通过优化发电机组的结构设计,降低噪音的产生。
具体而言,可以从以下几个方面进行优化设计:(1)减小叶片扭转振动的方法:一种常见的方法是采用材料强度较大的复合材料来制造叶片,从而提高其抗扭转振动能力。
(2)降低风轮表面的粗糙度:风轮表面的粗糙度会增加气流在叶片表面的摩擦阻力,导致机械振动的增加。
通过表面处理或涂层技术,可以有效减小叶片表面的粗糙度,降低噪音的产生。
(3)优化齿轮箱结构:齿轮箱是风力发电机组中的一个关键组件,也是噪音产生的重要源头。
通过优化齿轮箱的结构设计,减小啮合齿轮的轴向力和径向力,可以有效减少机械振动产生的噪音。
三、叶片结构优化设计叶片结构的优化设计是风力发电机组噪音控制的关键环节。
风能发电保护控制装置的振动与噪声控制与减缓策略
风能发电保护控制装置的振动与噪声控制与减缓策略绿色能源如风能发电已经成为世界各地推动可持续发展的重要因素。
然而,风能发电装置产生的振动和噪声问题一直是该技术的主要挑战之一。
这些振动和噪声问题不仅会影响装置的性能和寿命,还会对周围环境和人类健康产生负面影响。
因此,制定合适的控制和减缓策略成为确保风能发电装置的可靠性和环保性的关键。
1. 振动控制策略振动是风能发电装置中的一个重要问题,会导致设备的疲劳破坏和性能下降。
以下是几种常见的振动控制策略:1.1 质量平衡和减振器质量平衡是一种常用的振动控制方法,通过在旋转部件中增加质量来平衡振动力。
减振器则是通过将振动力反向作用于装置以减少振动。
这些方法可以显著降低装置的振动强度。
1.2 优化装置结构和材料设计人员可以通过优化装置的结构和使用适当的材料来减少振动。
例如,在叶片设计中采用减振措施,如增加扭曲刚度和降低柔性材料的使用,可以有效降低振动水平。
1.3 主动控制技术主动控制技术利用传感器和执行器来实时监测和调节装置的振动。
通过控制装置的电动机和刹车系统,可以实现振动的有效控制。
2. 噪声控制策略风能发电装置产生的噪声对人类健康和环境造成负面影响。
以下是几种常见的噪声控制策略:2.1 声学屏障和隔音材料声学屏障和隔音材料可以有效地减少噪声的传播和反射。
在风能发电装置的周围设置声音屏障可以减少噪音的扩散,而隔音材料可以减少噪声的反射。
2.2 隔声罩和消音器隔声罩是一种将噪声源包围起来的设备,可以减少噪声的传播。
消音器则是通过反射和吸收噪声来减少噪音水平。
这些设备可以在风能发电装置的关键部位安装,如发电机和传动装置。
2.3 噪声预测和优化设计在装置设计阶段,噪声预测模型可以用于评估不同设计参数对噪声的影响。
通过分析和优化设计参数,可以降低装置产生的噪声水平。
3. 减缓策略除了控制振动和噪声,还可以采取减缓策略来降低风能发电装置的影响。
3.1 空间规划和距离限制在风能发电装置的规划阶段,可以通过合理的空间规划和设备距离限制来减少对周围居民和环境的影响。
风力发电机组的噪音与振动控制技术
风力发电机组的噪音与振动控制技术随着可再生能源的快速发展,风力发电成为了最受欢迎的清洁能源之一。
然而,随之而来的问题是风力发电机组的噪音和振动。
这些问题不仅会对环境和居民造成困扰,还可能影响发电设备的性能和寿命。
因此,对于风力发电机组的噪音和振动控制技术的研究变得尤为重要。
噪音和振动通常是由风力发电机组的旋转部件、机械传动系统和发电机等引起的。
下面将介绍一些常用的噪音和振动控制技术,以降低风力发电机组的噪音和振动水平。
首先,提高设备的设计和制造质量是有效控制噪音和振动的基础。
采用先进的CAD/CAM技术和数值仿真方法,可以优化各个部件之间的匹配度,减少机械失配引起的振动和噪音。
另外,使用高质量的材料和加工工艺,可以降低噪音和振动的产生。
其次,合理的机械结构设计可以显著减少噪音和振动。
例如,在风力发电机组的传动系统中,使用弹性联轴器可以减少传递到其他部件的振动和噪音。
此外,合理设置支撑结构和减振装置,可以有效地吸收和隔离振动能量,减少机械共振引起的噪音和振动。
第三,采用主动控制技术可以进一步降低风力发电机组的噪音和振动水平。
主动控制技术包括主动降噪和主动振动控制两种方式。
主动降噪通过电子控制系统实时监测噪音,并通过喇叭或声波发生器发出相位相反的声波,以消除噪音。
主动振动控制则是利用传感器实时监测振动,并通过电动机或液压缸产生相位相反的振动力,从而抵消原始振动,减少机组的振动水平。
另外, passiv控制技术也可以用于噪音和振动的控制。
passiv控制技术包括吸声材料的使用、固定减振器、隔声罩等。
吸声材料能够吸收噪音的能量,减少噪音的传播。
固定减振器则可以将机械振动引起的能量消散,减少机组的振动。
隔声罩则可以将噪音封闭在罩内,降低噪音的传播。
最后,合理的运维和维护也对噪音和振动的控制至关重要。
定期进行设备的检查和维护,确保各个部件的正常运行和紧固度,可以降低设备的振动和噪音水平。
另外,及时更换磨损严重的零部件和平衡旋转部件,也可以避免振动和噪音的增加。
高原风力发电机的噪音与振动控制措施研究
高原风力发电机的噪音与振动控制措施研究摘要:高原风力发电机作为一种环保的可再生能源发电设备,其噪音和振动问题对于环境和人类健康具有重要影响。
本文将针对高原风力发电机的噪音和振动问题展开研究,分析其原因并提出相应的控制措施,以减少对周围环境和人类的负面影响。
1. 引言随着全球对可再生能源发电的需求不断增长,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式受到越来越多的关注。
然而,高原地区的风力发电机在发电的同时也产生了噪音和振动问题,给周围环境和人类带来困扰。
因此,对于高原风力发电机的噪音和振动进行控制是非常必要的。
2. 高原风力发电机的噪音问题高原风力发电机的噪音问题主要来源于机械传动系统、风叶与空气摩擦、风力发电机塔架等。
这些噪音不仅会对周围居民的生活造成干扰,还可能对野生动物的栖息和迁徙造成影响。
为了解决高原风力发电机的噪音问题,可以采取以下措施:2.1 声学材料的应用在风力发电机的机舱内部和外部面板上使用吸音材料,如泡沫塑料、橡胶等,可有效降低机舱内部和外部的噪音传播。
2.2 振动控制技术通过采用振动隔离装置来减少高原风力发电机产生的振动,可降低机舱内噪音的传播。
振动隔离装置可以采用弹簧减振器、液体减振器等,有效降低振动传递至机舱的噪音。
2.3 声学优化设计通过对高原风力发电机的机械传动系统、风叶形状等进行优化设计,减少机械传动和空气摩擦所产生的噪音。
合理选择风叶的材料、尺寸和形状,可以显著降低风力发电机的噪音。
3. 高原风力发电机的振动问题高原风力发电机的振动问题主要来源于风叶不平衡,机械传动系统的松动和磨损等。
振动问题不仅会对风力发电机的安全性和可靠性造成影响,还可能导致噪音的增加。
为了解决高原风力发电机的振动问题,可以采取以下措施:3.1 动平衡技术通过对风叶进行动平衡,可以减少因风叶不平衡而引起的振动问题。
动平衡技术可以有效改善风力发电机的运行稳定性和减小振动。
3.2 机械传动系统的维护和保养定期对高原风力发电机的机械传动系统进行维护和保养,及时检修松动和磨损的部件,可以降低振动问题的发生频率和程度。
风力发电机组噪声及控制技术简述 许方
风力发电机组噪声及控制技术简述许方摘要:风能开发能减轻空气污染和水污染,但如果处理不当,则会增加噪声污染。
近几年,随着风电机组国产化程度的不断扩大,我国制造业与欧美发达国家还存在一定的差距,国产化风电机组振动噪声问题逐渐显现出来。
风电场附近居民对风电机组产生大噪声烦扰的投诉、申告也越来越多,甚至威胁到风电机组的正常国产化。
因此,风电机组的减振降噪控制是非常重要的。
关键词:风力;发电机组;噪声;控制技术1 风力发电机组噪声1.1 机械噪声风力发电机的机械噪声包括自然风作用在尾翼、塔架和拉索上引起振动而产生的噪声。
一般来说风力发电机的叶轮要经过严格的平衡(静平衡和动平衡)实验才能投入使用。
但在运转一段时间后,叶轮磨损不均匀或零件变形将引起噪声;安装不良及各部件联接松动将引起噪声;叶轮高速旋转产生振动,导致机体某一部分共振也会引起噪声。
一般来说,对于正常运转的风力发电机,机械噪声与空气动力学噪声相比,占次要地位。
1.2 调速、对风机构噪声在风力发电机组中,调速、对风机构属于低速转动机件,它包括塔架顶端的调向转轴和尾翼根部的调速转轴。
正常运行时,没有噪声,在特定的条件下,会出现无规则的噪声。
产生这种无规则噪声的条件是:转轴内缺乏润滑油;气候环境干燥;由静止到开始转动的速度必须很缓慢。
同时具备这三个条件就可能产生这种噪声。
这种噪声来源于尾翼根部,它可以毫无阻挡地通过尾翼杆传到尾翼面上,尾翼面大多数是一块面积相当大的金属板,容易引起共振而发出噪声。
这种噪声对机组无影响,及时上润滑油即可消除。
1.3偏航产生的噪声根据现场实际情况,在风力发电机组机舱偏航时,机舱和塔筒连接部位法兰处安装有刹车阀组。
当机舱对风调节时,即偏航状态下,刹车阀组夹住刹车盘会发出声响,由于塔筒形状上端部位相对下端部位细一些,及呈现喇叭形状,使声响加大。
因此由刹车盘处产生的声响从塔筒上部传到塔底,相当声响扩大,到塔底则会发出比较大的声音。
当牧民放牧时,牛羊遇到此噪音易发生身体方面不适症状,影响生态平衡。
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风力发电机(组)噪音控制
声源原理
发电机组噪声是一个由多种声源构成的复杂声源,按照噪声辐射方式,发电机组噪声可以分为空气动力噪声和表面辐射噪声。
按照产生的机理,发电机组表面辐射噪声又可以分为空气噪声和机械噪声。
其中空气动力噪声为主要噪声源有小于等于85Db.
一、机械噪声及结构噪声
①齿轮噪声。
啮合的齿轮对或齿轮组,由于互撞和摩擦激起齿轮体的振动,而通过固体结构辐射齿轮噪声。
②轴承噪声。
由轴承内相对运动元件之间的摩擦和振动及转动部件的不平衡或相对运动元件之间的撞击引起振动辐射产生噪声。
③周期作用力激发的噪声。
由转动轴等旋转机械部件产生周期作用力激发的噪声。
④电机噪声。
不平衡的电磁力使电机产生电磁振动,并通过固体结构中,因而不容易分离出声源区。
二、通风设备噪声
散热器、通风机等辅助设备产生的噪声。
1、噪声控制
噪声控制可以从噪声源、噪声传播途径和噪声接受者三方面入手。
噪声控制技术主要以噪声的声学控制方法为主,具体的技术途径一般包括隔声处理、吸声处理、振动的隔离、阻尼减振等。
隔声处理和吸声处理属于噪声传播降噪控制;振动的隔离和阻尼减振属于阻尼减振降噪控制。
这些噪声控制方法的机理在于,通过噪声声波与声学材料或声学结构、振动波与阻尼材料或阻尼结构的相互作用消耗能量,从而达到降低噪声的目的。
2、阻尼减振降噪控制
阻尼减振降噪技术是利用阻尼材料的特性以及阻尼结构的合理设计,耗散结构件的振动能量,来达到减振降噪的目的。
2.1 阻尼材料及其特性
材料阻尼是指材料内部在经受振动变形过程中损耗振动能量的能力。
阻尼材料也称粘弹阻尼材料,或粘弹性高阻尼材料。
它是一种兼有某些粘性液体和弹性固体特性的材料。
粘性液体有耗散能量的能力,而不能储存能量;相反,弹性材料有储存能量的能力,而不能耗散能量。
粘弹性材料介于两者之间,当它产生动态应力和应变时,有一部分能量被转化为热能而耗散掉,而另一部分能量以位能的形式储存起来。
能量被转化和耗散的现象表现为阻尼特性。
利用它可抑制共振频率下的振动峰值,减少振动沿结构的传递,降低结构噪声。
各种阻尼材料都受环境温度和工作频率的影响,温度不同,工作频率不同,阻尼特性也不同。
作为良好的阻尼材料,应在较宽温度范围和较宽频率范围具有较高的损耗因子,如图1 所示。
2.2 约束阻尼处理
在自由阻尼处理的阻尼层外侧表面再粘贴一弹性层,这一弹性层应具有远大于阻尼层的弹性摸量。
当阻尼层随基本结构层一起产生弯曲振动而使阻尼层产生拉-压变形时,由于粘贴在外侧弹性层的弹性摸量远大于阻尼层的弹性摸量,因此这一弹性层将起到约束阻尼层的拉-压变形的作用,所以这一弹性层被称为约束层,而受弹性层约束的阻尼层被称为约束阻尼层。
由于阻尼层与基本层接触的表面所产生的拉-压变形不同于与约束层接触的表面所产生的拉-压变形,从而在阻尼材料内部产生剪切变形。
因此约束阻尼处理结构中,阻尼层不仅承受拉-压变形,还同时承受剪切变形,它们都能起到耗能作用,如图2 所示。
约束阻尼结构比自由阻尼结构耗散更多的能量,因此具有更好的减振降噪效果。
a) 自由状态b) 振动拉-压及剪切变形状态
1—基本层2—阻尼层3—约束层的作用。
阻尼涂料可以喷涂或刮涂于薄壳结构表面,做成自由阻尼处理结构。
阻尼涂料施工简便,特别适合于形状复杂的壳体涂覆。
由于风力发电机的主要机组部件安装于机舱内部,这些部件产生的振动直接传递给机舱,引起机舱振动并辐射产生噪声。
因此可以在机舱内表面贴附阻尼材料对机舱进行表面自由阻尼处理,衰减振动,降低结构辐射噪声,同时隔离机舱内部的噪声向外传播。
2.3 噪声传播降噪控制
噪声传播控制,又称无源噪声控制,它是在噪声传播途径中使用声学材料或声学结构来隔离或吸收一部分声能,使声波在通过声学材料或声学结构时得到衰减而达到降噪控制的目的。
噪声传播降噪控制与阻尼减振降噪控制是相辅相成、密不可分的,阻尼对提高材料
的隔声性能有明显的作用。
对风力发电机机舱内表面贴覆阻尼隔声材料做阻尼、隔声处理,当机舱内齿轮箱、电机等部件产生的噪声入射到机舱壳体表面时被转化成以下主要部分:1)一部分被反射回机舱内部;2)一部分在经过机舱表面时被转化成其它形式的能量或波形而被吸收。
如:结构辐射噪声或其它形式的波形;3)最后剩下的一部分透过机舱传入外部环境。
噪声传播过程
中的能量分配见3图
2.4 噪声分析图
吸声是声波通过媒质或入射到媒质分界面上时声能量的消耗过程。
吸声性能的衡量由吸声系数体现。
吸声装置选型时应考虑:吸声系数及其频谱特性,阻燃、耐候性,造型及表面质量以及与原建筑结构物内表面现状的配合等。
主要用于工业企业的风机房、球磨机房、变压器主厂房、锅炉本体各类泵房及空压机房、变压器间等建筑结构的内表面吸声降噪;用于电网公司的换流变、平波电抗器隔声间
及隔声屏、交流滤波器组围栏处隔声屏障的吸声降噪;用于燃煤、燃气电厂的主厂房、余热锅炉综合管架和泵区、锅炉顶、天然气调压站、天然气前置模块、冷却塔、主变压器、厂变压器外隔声结构的吸声降噪。
该系列技术产品的声学性能是吸声结构频带宽。