大型风电机组原理、设计与测试

内容提要

大型风力发电机组的设计、制造难点在于它是多学科知识的综合应用。本书围绕风力发电原理和大型风力发电机组设计与测试三方面进行一些有益的探索，集中讨论大型风电机组计算、控制、发电原理，省略了高深的数学推证和繁杂的设计理论，注重解决风电机组设计与应用中的实际问题。

目录
丛书前言
前言
章 大型风电机组概述 1
1.1 大型风电机组的分类 1
1.1.1 双馈式风电机组 1
1.1.2 直驱式永磁风电机组 2
1.1.3 半直驱式风电机组 3
1.1.4 不同技术路线的优势和劣势 3
1.2 大型风电机组研究现状及未来发展趋势 6
1.2.1 风电机组大型化 7
1.2.2 风电机组应用环境多样化 9
1.2.3 智能风力发电技术 9
1.2.4 风电机组模块化和平台化技术 10
第2章 大型风电机组设计基本原理 11
2.1 气动计算原理 11
2.1.1 气动计算 11
2.1.2 结构动力学计算 21
2.2 控制原理 32
2.2.1 控制要求与控制目标 32
2.2.2 风电机组的正常运行控制功能 33
2.2.3 风电机组的基本控制策略 34
2.3 发电系统原理 45
2.3.1 双馈异步发电系统 46
2.3.2 永磁同步发电系统 54
第3章 风电机组总体设计 61
3.1 大型风电机组设计标准与规范 61
3.2 风电机组设计需要考虑的因素 63
3.2.1 设计要考虑的外部条件 64
3.2.2 安全等级 66
3.3 风电机组总体布局与零部件选型 66
3.3.1 风电机组总体参数设计 67
3.3.2 总体布局设计 69
3.3.3 关键零部件选型 71
3.4 可靠性 74
3.4.1 整机的可靠性 75
3.4.2 零部件的可靠性 75
3.5 风电机组载荷计算与强度分析 78
3.5.1 载荷计算 78
3.5.2 风电机组强度分析 79
第4章 风轮设计 83
4.1 叶片的选型与计算 84
4.1.1 叶片选型 84
4.1.2 叶片的计算 86
4.2 轮毂的设计 87
4.2.1 轮毂的初步设计 88
4.2.2 轮毂内部结构的详细设计 89
4.3 变桨距系统设计 92
4.3.1 变桨轴承的设计选型 93
4.3.2 变桨驱动装置的设计选型 97
第5章 风电机组机舱设计 102
5.1 主轴系统的设计 103
5.1.1 主轴主要尺寸确定及强度计算 105
5.1.2 主轴的设计 106
5.1.3 主轴轴承的设计选型 111
5.1.4 轴承座的设计 113
5.1.5 风轮锁定装置的设计 114
5.2 偏航系统的设计 117
5.2.1 偏航轴承的设计选型 117
5.2.2 偏航驱动装置的设计选型 123
5.2.3 偏航电机设计和选型 126
5.2.4 偏航制动系统的设计 127
5.3 主机架的设计 128
5.3.1 主机架的材料选择 130
5.3.2 前主机架的有限元分析 131
5.4 传动链的设计选型 132
5.4.1 齿轮箱设计选型 133
5.4.2 联轴器的选型设计 135
5.4.3 齿轮箱减振器的设计 138
5.4.4 发电机的选型设计 139
5.5 制动执行机构选型设计 140
第6章 塔架设计 143
6.1 锥筒式塔架的总体设计 143
6.2 3MW风电机组塔架设计与分析 145
6.2.1 塔架结构分析 146
6.2.2 塔架强度计算 149
6.2.3 塔架的附件设计 152
6.2.4 塔架表面防腐处理 157
第7章 电气系统设计 159
7.1 风电机组电气系统设计基本原则 159
7.2 风电机组电气子系统设计 159
7.2.1 电源系统设计 159
7.2.2 塔架电气设计 160
7.2.3 变桨距系统电气设计 161
7.2.4 安全链设计 162
7.2.5 液压刹车系统设计 166
7.2.6 水冷系统设计 167
第8章 主控系统设计 172
8.1 主控系统结构设计 172
8.2 主控系统功能和安全性设计 174
8.2.1 主控系统功能 175
8.2.2 主控系统的监测参数 177
第9章 风电机组测试 181
9.1 风电机组测试分类 181
9.2 风电机组出厂功能测试 183
9.3 整机现场功能测试 185
9.3.1 静态测试 185
9.3.2 空转测试 187
9.3.3 并网测试 188
9.4 整机现场性能测试 189
9.4.1 功率特性测试 189
9.4.2 电能质量测试 191
9.4.3 噪声测试 193
9.4.4 载荷测试 194
参考文献 1