风机工作原理ppt
合集下载
风机PPT课件课件
06
实验环节：风机性能测试 实验
实验目的和要求
01
02
03
04
掌握风机性能测试的基 本原理和方法
了解风机性能参数的计 算和评估
熟悉实验设备的操作和 数据记录
培养实验操作能力和数 据处理能力
实验步骤和数据记录
实验准备
检查实验设备是否完好，准备好测量工具和 数据记录表
开始实验
启动风机，并逐渐调整风机的转速，记录不 同转速下的风压、风Байду номын сангаас和功率等数据
风机设计应追求高效率，以最 小的能量损失将风能转化为机
械能。
稳定性
风机在运行过程中应保持稳定 ，避免振动和噪音等问题。
安全性
风机设计应考虑安全因素，如 防止叶片飞出、电机过热等。
经济性
在满足性能要求的前提下，风 机设计应尽量降低成本。
优化设计策略
叶片形状优化
通过改变叶片形状来减小风阻 和噪音，提高风机效率。
选择合适的风机型号
确定风机的驱动方式
根据所需流量和压力，选择合适的风机型 号，并考虑其性能、价格、可靠性等因素 。
根据实际需求和使用场合，选择适合的驱 动方式，如电机驱动、汽轮机驱动等。
案例分析：成功选型经验分享
案例一
某化工厂需要一台能够处理大量 腐蚀性气体的风机，经过选型比 较，最终选择了一台具有耐腐蚀 性能的玻璃钢离心风机，满足了
环保政策
各国政府对于环保的重视程度不断提高，工业废气处理、空气净化 等领域的风机需求也将随之增加。
建筑行业增长
随着全球建筑行业的持续增长，建筑物对于通风、排烟和空调系统的 需求也将不断增加，进而带动风机的市场需求。
未来发展趋势预测
离心风机的工作原理.ppt
PT∞=ρu2C2u
图14-4 轴向涡流的产生原因及其c2u的影响
（三）轴向涡流
实际上风机的叶片数是有限的，相邻两叶片所形成的叶道占有一定 的空间。当叶轮旋转时，叶道空间随叶片一起转动；而叶道内的气体， 由于自身粘性小，又有惯性，它就有保持其本身方向不变的趋势。由图 14－4可见，当叶轮旋转时，叶道内的气体与叶道空间具有相对回转， 转向与叶轮放置方向相反，这就是轴向涡流。轴向涡流使气流出口角β2 与叶片安装角β2A不等且β2<β2A ，所以，在叶片数有限时，有：
•
NP=TMωNQ（NN/·m2m /s）
• 根据假设1，驱动风机的功全部转换为气流的能量，则
.
• 根据动量矩定律，单位时间内，叶轮中气流对风机的动量 矩的变化，等于外力对此轴线的力矩和。
• 由图1可知，叶道内气体abcd经时间Δt后，移动到efgh。根 据假设3，气流为稳定流，截面abgh内气体动量矩不变。因 而在Δt时间内，气体动量矩的变化为面积abfe与dcgh动量 矩之差，而面积abfe与dcgh内体质量相等，并等于每秒钟 流过叶轮气体质量乘以时间Δt，即
柱） 6 、 低压轴流风机P<490N/m2
离心风机的工作过程
离心风机主要由叶轮、进风 口及蜗壳等组成（图14－ 2）。叶轮转动时，叶道 （叶片构成的流道）内的空 气，受离心力作用而向外运 动，在叶轮中央产生真空度， 因而从进风口轴向吸入空气 （速度为c0）。吸入的空气 在叶轮入口处折转90°后， 进入叶道（速度为c1），在 叶片作用下获得动能和压能。 从叶道甩出的气流进入蜗壳， 经集中、导流后，从出风口 排出
Ny
PQkW
1000
2、轴功率N 轴功率就是风机轴上的输入功率。若风机的全压效率为η
图14-4 轴向涡流的产生原因及其c2u的影响
（三）轴向涡流
实际上风机的叶片数是有限的，相邻两叶片所形成的叶道占有一定 的空间。当叶轮旋转时，叶道空间随叶片一起转动；而叶道内的气体， 由于自身粘性小，又有惯性，它就有保持其本身方向不变的趋势。由图 14－4可见，当叶轮旋转时，叶道内的气体与叶道空间具有相对回转， 转向与叶轮放置方向相反，这就是轴向涡流。轴向涡流使气流出口角β2 与叶片安装角β2A不等且β2<β2A ，所以，在叶片数有限时，有：
•
NP=TMωNQ（NN/·m2m /s）
• 根据假设1，驱动风机的功全部转换为气流的能量，则
.
• 根据动量矩定律，单位时间内，叶轮中气流对风机的动量 矩的变化，等于外力对此轴线的力矩和。
• 由图1可知，叶道内气体abcd经时间Δt后，移动到efgh。根 据假设3，气流为稳定流，截面abgh内气体动量矩不变。因 而在Δt时间内，气体动量矩的变化为面积abfe与dcgh动量 矩之差，而面积abfe与dcgh内体质量相等，并等于每秒钟 流过叶轮气体质量乘以时间Δt，即
柱） 6 、 低压轴流风机P<490N/m2
离心风机的工作过程
离心风机主要由叶轮、进风 口及蜗壳等组成（图14－ 2）。叶轮转动时，叶道 （叶片构成的流道）内的空 气，受离心力作用而向外运 动，在叶轮中央产生真空度， 因而从进风口轴向吸入空气 （速度为c0）。吸入的空气 在叶轮入口处折转90°后， 进入叶道（速度为c1），在 叶片作用下获得动能和压能。 从叶道甩出的气流进入蜗壳， 经集中、导流后，从出风口 排出
Ny
PQkW
1000
2、轴功率N 轴功率就是风机轴上的输入功率。若风机的全压效率为η
罗茨风机的构造及工作原理ppt课件
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
故障分析
1、叶轮与叶轮摩擦 ⑴ 叶轮上有污染杂质，造成间隙过小； ⑵ 齿轮磨损，造成侧隙大； ⑶ 齿轮固定不牢，不能保持叶轮同步； ⑷ 轴承磨损致使游隙增大。 ⑴ 清除污物，并检查内件有无损坏； ⑵ 调整齿轮间隙，若齿轮侧隙大于平均值30%～50%
水产养殖增氧、污水处理曝气、水泥输送，更
适用于低压力场合的气体输送和加压系统，也
可用作真空泵等。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
罗茨风机的组成
罗茨风机由：机壳、墙板、叶轮、油箱、消声器五大部分 组成。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
异常振动和噪声立即停车
⑴ 滚动轴承游隙超过规定值或轴承座磨损； ⑵ 齿轮侧隙过大，不对中，固定不紧； ⑶ 由于外来物和灰尘造成叶轮与叶轮，叶轮与机壳撞
击； ⑷ 由于过载、轴变形造成叶轮碰撞； ⑸ 由于过热造成叶轮与机壳进口处磨擦； ⑹ 由于积垢或异物使叶轮失去平衡； ⑺地脚螺栓及其他紧固件松动。
4、风机室外配置时，请设置防雨棚。 5、风机在不大于40℃的环境温度下可长期使用，超
过40℃时，应安装排气扇等降温措施，以提高风机使 用寿命。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
管道的要求
1、风机管道应连接严密，不得漏气，在适当的位置 设置支架。
风力发电之风机发电原理-课程PPT
风力发电原理第4章风力发电机2风力发电原理 4.1 发电机的工作原理4.2 风力发电系统中的发电机4.3 并网风力发电机第4章风力发电机3风力发电原理 连接在旋转轴上的发电机，在接收风轮输出的机械转矩随轴旋转的同时，产生感应电动势，完成由机械能到电能的转换过程。
有齿轮箱传动系统的并网风力发电机组结构示意图4风力发电原理4.2风力发电系统中的发电机风电机组中的发电机类型：异步交流发电机，同步交流发电机，双馈异步交流发电机、永磁直驱同步交流发电机和直流发电机。
发电机不同，所组建的风力发电系统的容量、结构和对应的控制策略也不同。
原因：1）风力发电系统面向的供电对象不同（并网供电系统，离网的独立带负载系统）；2）制造厂商在设计过程中考虑问题的角度、关键技术不同（带齿轮箱结构、直驱结构）；3）各种发电机自身特点不同；4）电力电子器件的发展，使高效率高性能的变流器成为可能，为具有不确定性和间歇性能源特点的风力发电系统的变速恒频运行提供有力支持。
5风力发电原理 并网运行的风电机组多为大、中型机组，使用交流发电机。
1.恒速/恒频系统发电机结构恒速恒频系统的发电机转速不随风速变化而变化，而是维持在保证输出频率达到电网要求的恒定转速上运行。
维持发电机转速恒定的功能主要通过风力机完成（如定桨距风力机）。
该风电机组在不同风速下不满足最佳叶尖速比，不能实现最大风能捕获，效率低。
采用的发电机主要有：同步发电机和笼型异步发电机（以稍高于同步速的转速运行）。
4.2风力发电系统中的发电机4.2.1 并网风电机组使用的发电机6风力发电原理2.变速/恒频系统发电机不同风速下为实现最大风能捕获，提高风电机组的效率，发电机的转速必须随着风速的变化不断调整，其发出的频率需通过恒频控制技术来满足电网要求。
变速恒频风电机组是目前并网运行的主要形式，使用的发电机包括：(1) 双馈异步交流发电机(2) 永磁低速交流发电机4.2风力发电系统中的发电机4.2.1 并网风电机组使用的发电机7风力发电原理2.变速/恒频系统发电机(1)双馈异步交流发电机¾是转子交流励磁的异步发电机，转子由接到电网上的变流器提供交流励磁电流。
风机结构、原理简介ppt课件
螺杆风机
精选课件PPT
6
第二章
1
2
3
1、离心式风机；
2、轴流式风机；
3、罗茨风机；
4、柱塞式风机；
5、螺杆式风机。
4
5
精选课件PPT
7
第二章
按压力分类
压缩机：240kpa以上
按
出 风 口
鼓风机：15kpa~240kpa
引风机：负压使用
全 压
使用方式
通风机：风压
鼓风机：正压使用
小于15kp
高压：2.ห้องสมุดไป่ตู้4kpa~14.7kpa
精选课件PPT
31
液力耦合器
精选课件PPT
32
电控柜
精选课件PPT
33
联轴器
精选课件PPT
34
精选课件PPT
35
精选课件PPT
36
精选课件PPT
37
精选课件PPT
38
精选课件PPT
39
精选课件PPT
40
4
基于风机安装运行注意事项
精选课件PPT
41
第四章
集风器、叶轮安装间隙
严格按照总图尺寸进行安装，为了保证风机的性能，特别应保证风机进风 口与叶轮的含口间隙符合总图。对于一些气体温度较高且机号较大的风机，为 了保证风机在高温度状态下运行时，机壳热膨胀后进风圈与叶轮不发生摩擦， 进风圈与叶轮进口的含口间隙并非完全均匀，一般上大下小，左右均匀，调校 进风圈与叶轮进口的含口间隙，保证该间隙值满足总图的要求。
蜗舌顶端的圆弧r，对风机气动 力性能无明显影响，但对噪声影响 较大。
圆弧半径r小，噪声会增大，一 般取r=(0.03～0.06)D2。
泵与风机的构造及工作原理解析ppt课件
叶片式
工作原理
容积式其他Fra bibliotek本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
第二部分 泵与风机
叶片式
主要是通过高速旋转的叶轮对流体做功，使流体获 得能量；
表2 通风机用途汉语拼音代号
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
第二部分 泵与风机
当前泵与风机的发展趋势和特点有以下几个方面：
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
图9.2 单级双吸卧式离心泵剖面图 1—泵体； 2—泵盖； 3—泵轴； 4—叶轮； 5—叶轮上减漏环； 6—泵壳上减漏 环；7—水封管；8—充水孔； 9—油孔； 10—双列滚珠轴承； 11—键； 12—填 料套； 13—填料环； 14—填料；15—压盖； 16—联轴器； 17—油杯指示管； 18—压水管法兰；19—泵座； 20—吸水管；21—泄水孔； 22—放油孔
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
9.1.1.2 泵壳
泵壳的主要作用是以最小的
图
损失汇集由叶轮流出的液体，
9.6
使其部分动能转变为压能，
工作原理
容积式其他Fra bibliotek本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
第二部分 泵与风机
叶片式
主要是通过高速旋转的叶轮对流体做功，使流体获 得能量；
表2 通风机用途汉语拼音代号
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
第二部分 泵与风机
当前泵与风机的发展趋势和特点有以下几个方面：
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
图9.2 单级双吸卧式离心泵剖面图 1—泵体； 2—泵盖； 3—泵轴； 4—叶轮； 5—叶轮上减漏环； 6—泵壳上减漏 环；7—水封管；8—充水孔； 9—油孔； 10—双列滚珠轴承； 11—键； 12—填 料套； 13—填料环； 14—填料；15—压盖； 16—联轴器； 17—油杯指示管； 18—压水管法兰；19—泵座； 20—吸水管；21—泄水孔； 22—放油孔
9.1 离心泵的基本构造及工作原理
9.1.1.2 泵壳
泵壳的主要作用是以最小的
图
损失汇集由叶轮流出的液体，
9.6
使其部分动能转变为压能，
风机基础知识PPT幻灯片课件
nQ ns 55.4 3
P4
10
（二）比转数的应用
1、用比转数ns对风机进行分类:
——离心式通风机 ns = 11～90
①高压离心风机 ns = 11～30 ②中压离心风机 ns = 30～60 ③低压离心风机 ns = 60～90
——混流式通风机 ns = 90～110 ——轴流式通风机 ns = 110～500
12
13
一、通风机的类型
1、按风机所产生的全压高低分类：
通风机 小于 15 kPa
风 机
鼓风机 处于 15~340 kPa
压气机 大于 340 kPa
14
2、按风机的工作原理分类：
风机
叶片式 容积式
离心式 轴流式 混流式
往复式 回转式
叶氏风机 罗茨风机 罗杆风机
15
二、通风机的基本结构
16
1、集流器：
Q1 —进口管的流量（m3/h） Q2 —出口管的流量（m3/h）
46
3、功率N：
原动机输出功率： Ng Ns /t（m kW）
轴功率：传到风机轴 上的功率
Ns Ne /（kW）
有效功率：
Ne pQ （kW） 1000
原动机
传动装置
风机
传动效率： tm
效率：
47
1、有效功率Ne ：
34
轴流式通风机和离心式通风机一样有六种传动方式
35
轴流式通风机的风口位置，分为进风口和出风口两种， 一般用出（或入）若干角度表示
36
三、通风机的型号及命名
离心式通风机的完全称呼包括：名称、型号、机号、传动方 式、旋转方向、出风口位置，六个部分，一般书写顺序如下：
37
P4
10
（二）比转数的应用
1、用比转数ns对风机进行分类:
——离心式通风机 ns = 11～90
①高压离心风机 ns = 11～30 ②中压离心风机 ns = 30～60 ③低压离心风机 ns = 60～90
——混流式通风机 ns = 90～110 ——轴流式通风机 ns = 110～500
12
13
一、通风机的类型
1、按风机所产生的全压高低分类：
通风机 小于 15 kPa
风 机
鼓风机 处于 15~340 kPa
压气机 大于 340 kPa
14
2、按风机的工作原理分类：
风机
叶片式 容积式
离心式 轴流式 混流式
往复式 回转式
叶氏风机 罗茨风机 罗杆风机
15
二、通风机的基本结构
16
1、集流器：
Q1 —进口管的流量（m3/h） Q2 —出口管的流量（m3/h）
46
3、功率N：
原动机输出功率： Ng Ns /t（m kW）
轴功率：传到风机轴 上的功率
Ns Ne /（kW）
有效功率：
Ne pQ （kW） 1000
原动机
传动装置
风机
传动效率： tm
效率：
47
1、有效功率Ne ：
34
轴流式通风机和离心式通风机一样有六种传动方式
35
轴流式通风机的风口位置，分为进风口和出风口两种， 一般用出（或入）若干角度表示
36
三、通风机的型号及命名
离心式通风机的完全称呼包括：名称、型号、机号、传动方 式、旋转方向、出风口位置，六个部分，一般书写顺序如下：
37
风机ppt课件
06
CHAPTER
风机的未来发展与趋势
新材料的应用
轻质材料
采用轻质材料如碳纤维复 合材料，降低风机重量， 提高运输和安装效率。
高强度材料
利用高强度钢材和合金材 料，提高风机的结构强度 和稳定性，延长使用寿命 。
耐磨材料
在关键摩擦部位使用耐磨 材料，提高风机的可靠性 和耐久性。
新技术的应用
直驱式技术
04
CHAPTER
风机的选型与设计
根据实际需求选择风机类型
总结词
根据实际应用场景和需求，选择合适 的风机类型，如离心式、轴流式、罗 茨式等。
详细描述
在选择风机类型时，需要考虑风机的 流量、压力、转速、功率等参数，以 及风机的噪音、振动、可靠性等性能 指标，同时还需要考虑风机的维护和 运行成本。
根据工艺参数确定性能参数
燃烧供风是风机在工业炉窑、锅炉等燃烧设备中的应用， 主要用于提供燃烧所需的空气。
要点二
详细描述
在燃烧过程中，风机能够提供足够的空气量，保证燃料充 分燃烧并减少污染物排放。同时，通过调节风机的风量， 还可以控制燃烧温度和火焰形状等参数，提高燃烧效率并 减少能源浪费。
03
CHAPTER
风机的性能参数
压力
总结词
根据实际工艺流程和参数，确定 风机的性能参数，如流量、压力 、功率等。
详细描述
在确定风机性能参数时，需要考 虑工艺流程中的气体成分、温度 、湿度、压力等参数，以及风机 的效率和可靠性等性能指标。
根据运行环境考虑特殊要求
总结词
根据风机的运行环境，考虑特殊要求 ，如防爆、防腐、防尘等。
详细描述
在选择风机时，需要考虑风机的运行 环境，如温度、湿度、压力、气体成 分等，以及风机的安全性和可靠性等 性能指标。
风机运行与维护培训PPT
压差超限 报警
风机远程控制
远程查看风 机运行状态
三、厂 区 风 机 控 制 与 运 行 计 算
压差开关
厂区离心风机配套压差开关，PLC系统可实时监
测该系统运行压差，实现压差超限报警等功能
旋转中间旋 钮，数值对 准上方的红 色箭头，即 为设定值
三、厂 区 风 机 控 制 与 运 行 计 算
运行计算
离心风机安全高效运行 主要性能参数：流量、压头、效率、轴功率等，它们之间的关系用性能曲线来表示。
①流量Q：单位时间内风机所输送的流体量，常用体积流量表示， 单位m3/s或m3/ h ， 与风机的结构、尺寸和转速有关。 ②压头p：风机对单位体积流量所提供的有效能量，单位为pa。 ③效率η：风机在实际运转中，由于存在各种能量损失，致使其实际(有效)压头和流量均低 于理论值，而输入的功率比理论值要高。反映能量损失大小的参数称为效率。效率与风机 的类型、尺寸、加工精度、气体流量和性质等因素有关。通常，小风机效率为50％～70％， 而大型风机可达90%。 ④轴功率N与有效功率Ne：由电动机输入风机轴的功率。单位为W或kW。离心风机的有 效功率是指气体在单位时间内从叶轮获得的能量。 ⑤转速n:风机与风机叶轮每分钟的转数即“r/min”。
PowerPoint
Design Template
add your subheading
负责部门
审
起草
审核1
审核2
批准
批
日期 职位 保存年限
工程师
科长
0,1,2,3,5,永久
部长 保密等级
总监
总监
1,2,3,对外秘
鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司 动力技术部
1
Contents
风力发电机PPT课件
整流器 转子励磁绕组 定子三相绕组
励磁调节器
蓄电池组
2024/1/12
图3-18硅整流自励式交流同步发电机电路原理图
第30页/共119页
（4）电容自励式异步发电机
电容自励式异步发电机是在异步发电机定子绕组的输出端接上电
容，以产生超前于电压的容性电流建立磁场，从而建立电压。其电路
示意图如下图所示。
A B
2024/1/12
第34页/共119页
2024/1/12
第35页/共119页
2024/1/12
双馈异步发电机工作原理：
异步发电机中定、转子电流产生的旋转磁场始终是相对静止的，当
发电机转速变化而频率不变时，发电机转子的转速和定、转子电流的频
率关系可表示为：
f1
p n 60
f2
式中
f1——定子电流的频率（Hz），f1=pn1/60，n1 为同步转速；
风力等级与风速的关系： N 0.1 0.824N 1.505
式中 VN——N级风的平均风速(m/s)； N——风的级数。
2024/1/12
第10页/共119页
4、风能
（1） 风能密度，空气在一秒钟内以速度ν流过单位面积产生的动
能。
E 0.5 3
表达式为：
（2） 风能，空气在一秒钟时间内以速度ν流过面积为S截面的动能。
SSW S
SSE
2024/1/12
第9页/共119页
2、风速
由于风时有时无、时大时小，每一瞬时的速度都不相同，所以 风速是指一段时间内的平均值，即平均风速。
3、风力
风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象， 按风力的强度等级来估计风力的大小。国际上采用的为蒲福风级， 从静风到飓风共分为13个等级。
励磁调节器
蓄电池组
2024/1/12
图3-18硅整流自励式交流同步发电机电路原理图
第30页/共119页
（4）电容自励式异步发电机
电容自励式异步发电机是在异步发电机定子绕组的输出端接上电
容，以产生超前于电压的容性电流建立磁场，从而建立电压。其电路
示意图如下图所示。
A B
2024/1/12
第34页/共119页
2024/1/12
第35页/共119页
2024/1/12
双馈异步发电机工作原理：
异步发电机中定、转子电流产生的旋转磁场始终是相对静止的，当
发电机转速变化而频率不变时，发电机转子的转速和定、转子电流的频
率关系可表示为：
f1
p n 60
f2
式中
f1——定子电流的频率（Hz），f1=pn1/60，n1 为同步转速；
风力等级与风速的关系： N 0.1 0.824N 1.505
式中 VN——N级风的平均风速(m/s)； N——风的级数。
2024/1/12
第10页/共119页
4、风能
（1） 风能密度，空气在一秒钟内以速度ν流过单位面积产生的动
能。
E 0.5 3
表达式为：
（2） 风能，空气在一秒钟时间内以速度ν流过面积为S截面的动能。
SSW S
SSE
2024/1/12
第9页/共119页
2、风速
由于风时有时无、时大时小，每一瞬时的速度都不相同，所以 风速是指一段时间内的平均值，即平均风速。
3、风力
风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象， 按风力的强度等级来估计风力的大小。国际上采用的为蒲福风级， 从静风到飓风共分为13个等级。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
-
1.2升力系数与阻力系数
升力系数与阻力系数随攻角变化示意
-
风机叶片承受的 升力和阻力
-
升力沿着旋转方向分量 阻力沿着水平方向的分
量 = 驱动力 *r = 气动扭矩
-
风含功率 •P风ow含e功r 率in=t½hρeAwV3ind
– 扫掠面积, A – 风俗, V
– 空气密度,
R
-
3.3.1最优叶尖速比控制
8.有齿轮箱固定转速比风机
9.有齿轮箱变速比风机
10.中速发电机
11.高速发电机
12.双馈型
13.全功率型
3 5
7 10 12
-
6
8
9
11
13
其他标准 • 耐受风等级和湍流强度：IEC IA，IIA,IIB… • 气候条件:常温型、低温型 • 安装位置：海上/陆上 • 轴承概念：单轴承、双轴承 • 变桨驱动类型分类：电驱、液压
-
例3： GE2.5XL 陆上风机设计 高速, 低电压永磁同步发电机 传统的长轴驱动链
-
风机载荷
External Conditions
Applied Loads
Wind Turbine & Support Structure Control System
Wind-Inflow
Aerodynamics
brake gearbox
Cage Induction generator
pitch drive
Yaw drive
converter controller wind turbine controller
grid side breaker
line coupling transformer
-
双馈式风机设计
• 扫掠面积
– 风能与扫掠面积成正比 – 直径增加10% ，扫掠面积增加21%
-
46
Betz Limit
风能不能被风轮全部吸收， 风在叶轮后不能变得静 止不动。
理论上最大的风能利用效 率是59%。
现代风机风能利用效率大 约在 35 – 45% 范围内。
-
叶尖速比
某一最佳攻角产生最大升阻比 攻角依赖于风速和转子转速, 定义叶尖
优点： 技术成熟性最高 成本低 组件供应链完善 缺点： 齿轮箱可靠性差 齿轮箱和发电机不能同时适用于50/60Hz的 频率
-
例1：华锐风电 1.5MW 陆上风机设计 高速双馈发电机, 低电压变频转换 电动变桨系统 常规 / 高温 / 低温 气候设计
-
例2： S88-2.1MW Suzlon 陆上风机设计 高速, 低压发电机 电动变桨系统 在产能质量和电网支持上有局限性-转子电 阻控制
-
全功率变换风机设计
优点： 非常好的电能质量 齿轮箱和发电机同适于50/60Hz的频率 缺点： 比双馈产品要上更大的变频系统
-
例1：5MW Multibrid 海上风机设计 中速, 中压 发电机 电动变桨系统
-
例2： V90 / V112-3MW Vestas 陆上风机设计 高速, 低电压永磁同步发电机 传统的长轴驱动链 液压变桨系统
-
现阶段主流风机设计类型
双馈系统 有齿轮箱和高速发电机 低功率变频转换 直驱系统 全功率变频转换 半直驱系统 有齿轮箱和中速发电机 全功率变频转换
-
风机的并网方式
-
-
generator side breaker
Converter (full rating)
rectifier inverter
风机工作 原理
新能源试验研究院 鲁志平
-
• 案例 • 历史 • 气动性能 • 设计流程 • 风机控制 • 双馈系统 • 提效
-
• 发电机编码器松动 • 变流器CT同名端反接 • 风机振动过大，安全链触发
-
• 了解风机的基本运行原理，可以指导我们 进行故障排查；
• 了解风机的基本运行原理，可以帮助我们 更好的进行风机选型，风场产能评估，风 机运行维护
速比：
-
直驱式风机设计
优点： 无齿轮箱，增大整机寿命 电能能质量好 缺点： 造价昂贵，结构复杂，发电机重量大 巨大的直驱发电机是可靠性的唯一保障 巨大的直驱发电机运输问题
-
例1：金风科技 1.5MW 陆上风机设计 低速, 低电压 永磁直驱发电机 电动变桨系统 全功率变频转换
-
例2：E-126/6MW Enercon 陆上风机设计 低速, 低电压 永磁直驱发电机 电动变桨系统
1.如何使P风电1机A组3v在C额(p定,风)速以下出力最大？
2
风电机组输出功率： 风电机组最优输出功率：
-
风能的特性
• 风速
– 风能按风速的三次方增加 – 风速增加10% 会增加30%的电功率 – 2倍风速，8倍电功率
-
45
风能的特性
• 空气密度
– 风功率与空气密度成正比 – 潮湿环境比干燥环境空气密度大 – 低海拔比高海拔空气密度大
低 10%
-
叶片数量- 2
• 叶片容易安装 • 轮毂需要跷跷板式结构
• 比3叶片风机风能吸收 效率低 5%
-
叶片数量- 3
• 现代商业运行风机 的选择
-
有齿轮箱风机
-
无齿轮箱风机
-
总揽
1
1.风电机组
2.垂直轴
2
3.水平轴
4.定桨定速风机
5.定速主动失速风机
6.变桨变速型风机
7.直驱型风机
4
Rotor Dynamics
Drivetrain Dynamics
Power Generation
Nacelle Dynamics
Waves & Currents
Soil
Hydrodynamics
Soil-Struct. Interaction
Tower Dynamics Substructure Dynamics Foundation Dynamics
-
风机的历史
-
阿富汗风机(900AD)
-
-
-
Jacobs Turbine – 1920 - 1960
WinCharger – 1930s – 40s
-
Smith-Putnam 风机 1940's
-
现代风机
-
海上风场
-
• 风机分类
-
叶片数量– 1
• 叶片安装容易 • 比2叶片风机风能吸收效率
-
叶片结构分析--升力 & 阻力
• 升力垂直于来流方向. 我 们希望升力更大.
α = low
α = medium • 阻力平行于来流方向. 我 <10 degrees
们希望阻力更小.
α = High Stall!!
-
翼型
想飞机的机翼, 风机叶片利用 翼型产生升力并争取效率最大 化。
The Bernoulli Effect
1.2升力系数与阻力系数
升力系数与阻力系数随攻角变化示意
-
风机叶片承受的 升力和阻力
-
升力沿着旋转方向分量 阻力沿着水平方向的分
量 = 驱动力 *r = 气动扭矩
-
风含功率 •P风ow含e功r 率in=t½hρeAwV3ind
– 扫掠面积, A – 风俗, V
– 空气密度,
R
-
3.3.1最优叶尖速比控制
8.有齿轮箱固定转速比风机
9.有齿轮箱变速比风机
10.中速发电机
11.高速发电机
12.双馈型
13.全功率型
3 5
7 10 12
-
6
8
9
11
13
其他标准 • 耐受风等级和湍流强度：IEC IA，IIA,IIB… • 气候条件:常温型、低温型 • 安装位置：海上/陆上 • 轴承概念：单轴承、双轴承 • 变桨驱动类型分类：电驱、液压
-
例3： GE2.5XL 陆上风机设计 高速, 低电压永磁同步发电机 传统的长轴驱动链
-
风机载荷
External Conditions
Applied Loads
Wind Turbine & Support Structure Control System
Wind-Inflow
Aerodynamics
brake gearbox
Cage Induction generator
pitch drive
Yaw drive
converter controller wind turbine controller
grid side breaker
line coupling transformer
-
双馈式风机设计
• 扫掠面积
– 风能与扫掠面积成正比 – 直径增加10% ，扫掠面积增加21%
-
46
Betz Limit
风能不能被风轮全部吸收， 风在叶轮后不能变得静 止不动。
理论上最大的风能利用效 率是59%。
现代风机风能利用效率大 约在 35 – 45% 范围内。
-
叶尖速比
某一最佳攻角产生最大升阻比 攻角依赖于风速和转子转速, 定义叶尖
优点： 技术成熟性最高 成本低 组件供应链完善 缺点： 齿轮箱可靠性差 齿轮箱和发电机不能同时适用于50/60Hz的 频率
-
例1：华锐风电 1.5MW 陆上风机设计 高速双馈发电机, 低电压变频转换 电动变桨系统 常规 / 高温 / 低温 气候设计
-
例2： S88-2.1MW Suzlon 陆上风机设计 高速, 低压发电机 电动变桨系统 在产能质量和电网支持上有局限性-转子电 阻控制
-
全功率变换风机设计
优点： 非常好的电能质量 齿轮箱和发电机同适于50/60Hz的频率 缺点： 比双馈产品要上更大的变频系统
-
例1：5MW Multibrid 海上风机设计 中速, 中压 发电机 电动变桨系统
-
例2： V90 / V112-3MW Vestas 陆上风机设计 高速, 低电压永磁同步发电机 传统的长轴驱动链 液压变桨系统
-
现阶段主流风机设计类型
双馈系统 有齿轮箱和高速发电机 低功率变频转换 直驱系统 全功率变频转换 半直驱系统 有齿轮箱和中速发电机 全功率变频转换
-
风机的并网方式
-
-
generator side breaker
Converter (full rating)
rectifier inverter
风机工作 原理
新能源试验研究院 鲁志平
-
• 案例 • 历史 • 气动性能 • 设计流程 • 风机控制 • 双馈系统 • 提效
-
• 发电机编码器松动 • 变流器CT同名端反接 • 风机振动过大，安全链触发
-
• 了解风机的基本运行原理，可以指导我们 进行故障排查；
• 了解风机的基本运行原理，可以帮助我们 更好的进行风机选型，风场产能评估，风 机运行维护
速比：
-
直驱式风机设计
优点： 无齿轮箱，增大整机寿命 电能能质量好 缺点： 造价昂贵，结构复杂，发电机重量大 巨大的直驱发电机是可靠性的唯一保障 巨大的直驱发电机运输问题
-
例1：金风科技 1.5MW 陆上风机设计 低速, 低电压 永磁直驱发电机 电动变桨系统 全功率变频转换
-
例2：E-126/6MW Enercon 陆上风机设计 低速, 低电压 永磁直驱发电机 电动变桨系统
1.如何使P风电1机A组3v在C额(p定,风)速以下出力最大？
2
风电机组输出功率： 风电机组最优输出功率：
-
风能的特性
• 风速
– 风能按风速的三次方增加 – 风速增加10% 会增加30%的电功率 – 2倍风速，8倍电功率
-
45
风能的特性
• 空气密度
– 风功率与空气密度成正比 – 潮湿环境比干燥环境空气密度大 – 低海拔比高海拔空气密度大
低 10%
-
叶片数量- 2
• 叶片容易安装 • 轮毂需要跷跷板式结构
• 比3叶片风机风能吸收 效率低 5%
-
叶片数量- 3
• 现代商业运行风机 的选择
-
有齿轮箱风机
-
无齿轮箱风机
-
总揽
1
1.风电机组
2.垂直轴
2
3.水平轴
4.定桨定速风机
5.定速主动失速风机
6.变桨变速型风机
7.直驱型风机
4
Rotor Dynamics
Drivetrain Dynamics
Power Generation
Nacelle Dynamics
Waves & Currents
Soil
Hydrodynamics
Soil-Struct. Interaction
Tower Dynamics Substructure Dynamics Foundation Dynamics
-
风机的历史
-
阿富汗风机(900AD)
-
-
-
Jacobs Turbine – 1920 - 1960
WinCharger – 1930s – 40s
-
Smith-Putnam 风机 1940's
-
现代风机
-
海上风场
-
• 风机分类
-
叶片数量– 1
• 叶片安装容易 • 比2叶片风机风能吸收效率
-
叶片结构分析--升力 & 阻力
• 升力垂直于来流方向. 我 们希望升力更大.
α = low
α = medium • 阻力平行于来流方向. 我 <10 degrees
们希望阻力更小.
α = High Stall!!
-
翼型
想飞机的机翼, 风机叶片利用 翼型产生升力并争取效率最大 化。
The Bernoulli Effect