風力發(fā)電機組工作原理和技術基礎（第2版）

前言

第一章風力發(fā)電機組概述1

第一節(jié)風能的利用1

一、風能的特點1

二、衡量風能的主要指標2

三、我國風能分布的特點3

四、風力發(fā)電常識3

第二節(jié)風力發(fā)電機組的組成、銘牌數(shù)據(jù)及

運行方式6

一、風力發(fā)電機組的組成6

二、風力發(fā)電機組的銘牌數(shù)據(jù)10

三、風力發(fā)電機組的運行方式10

第三節(jié)風力發(fā)電機組的要求、試驗及

檢驗規(guī)則11

一、風力發(fā)電機組的要求11

二、風力發(fā)電機組及其零部件的試驗及

檢驗規(guī)則16

復習思考題17

第二章葉片18

第一節(jié)葉片的技術要求18

一、葉片的設計要求18

二、葉片的標識和使用維護說明書19

第二節(jié)葉片的典型結構19

一、風力發(fā)電機組葉片的種類19

二、葉片的結構組成20

三、葉片圖樣與參數(shù)23

四、葉片的防雷結構26

復習思考題27

第三章風輪輪轂與變槳系統(tǒng)28

第一節(jié)風輪輪轂28

一、輪轂的技術要求28

二、風輪輪轂的結構29

第二節(jié)變槳系統(tǒng)30

一、變槳系統(tǒng)概述30

二、變槳裝置的結構32

三、變槳機構的零部件35

第三節(jié)電動變槳控制系統(tǒng)38

一、概述38

二、變槳控制系統(tǒng)的技術要求41

三、系統(tǒng)的軟件設計46

復習思考題49

第四章風輪軸與齒輪箱50

第一節(jié)風輪軸與齒輪箱的技術要求及

典型結構50

一、齒輪箱和風輪軸的工作特點50

二、風力發(fā)電機組的傳動鏈50

三、齒輪箱和風輪軸的技術要求53

四、齒輪箱的結構54

五、風力發(fā)電機組專用齒輪箱54

第二節(jié)齒輪箱的主要零部件55

一、齒輪箱體和風輪軸軸承支架55

二、齒輪56

三、齒輪箱軸和風輪軸57

四、軸承57

第三節(jié)齒輪箱的潤滑與監(jiān)控59

一、齒輪箱的潤滑要求59

二、齒輪箱的潤滑系統(tǒng)62

三、潤滑系統(tǒng)的監(jiān)控62

四、齒輪箱的監(jiān)控系統(tǒng)64

五、齒輪箱的附件65

復習思考題65

第五章發(fā)電機66

第一節(jié)發(fā)電機概述66

一、發(fā)電機的結構和工作原理66

二、風力發(fā)電用發(fā)電機的特殊性67

三、風力發(fā)電用發(fā)電機的選型68

第二節(jié)風力發(fā)電專用發(fā)電機70

一、異步發(fā)電機70

二、雙饋型異步發(fā)電機74

三、永磁直驅型同步發(fā)電機78

復習思考題83

第六章制動系統(tǒng)84

第一節(jié)制動系統(tǒng)概述84

一、制動器的工作原理84

二、制動系統(tǒng)的組成85

三、風力發(fā)電機組制動系統(tǒng)的技術要求85

四、風力發(fā)電機組的制動方式86

五、風力發(fā)電機組的制動形式和制動系統(tǒng)

的組成原則88

第二節(jié)機械制動器的結構88

一、鉗盤式制動器88

二、機械制動裝置的技術要求90

三、風力發(fā)電機用鉗盤式制動器90

四、制動系統(tǒng)零部件的要求90

第三節(jié)制動系統(tǒng)的控制要求91

一、制動系統(tǒng)的控制方式92

二、制動系統(tǒng)的工作方式92

三、制動系統(tǒng)的操作模式93

四、制動系統(tǒng)的其他要求93

復習思考題93

第七章液壓系統(tǒng)94

第一節(jié)液壓系統(tǒng)概述94

一、液壓裝置的工作原理94

二、液壓技術的主要特點94

三、液壓系統(tǒng)的基本組成95

四、液壓系統(tǒng)原理圖95

五、液壓伺服系統(tǒng)的工作原理97

第二節(jié)風力發(fā)電機組液壓系統(tǒng)的類型97

一、定槳距風力發(fā)電機組的液壓系統(tǒng)97

二、變槳距風力發(fā)電機組的液壓系統(tǒng)99

第三節(jié)風力發(fā)電機組對液壓系統(tǒng)及零部件

的要求102

一、風力發(fā)電機組液壓系統(tǒng)的基本

組成102

二、風力發(fā)電機組對液壓系統(tǒng)的基本

要求102

三、風力發(fā)電機組液壓系統(tǒng)的技術

要求103

四、對液壓執(zhí)行元件的要求106

五、液壓泵裝置要求106

六、油箱裝置要求106

七、其他附件要求107

八、液壓管路要求108

九、控制裝置要求108

復習思考題109

第八章支撐系統(tǒng)110

第一節(jié)機艙與底盤110

一、機艙與輪轂罩110

二、底盤112

第二節(jié)偏航系統(tǒng)114

一、概述114

二、偏航系統(tǒng)的組成與結構115

三、偏航系統(tǒng)的控制要求121

四、偏航系統(tǒng)的軟硬件123

第三節(jié)塔架129

一、塔架的使用與設計要求129

二、塔架的類型132

復習思考題134

第九章控制系統(tǒng)135

第一節(jié)風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)概述135

一、風力發(fā)電機組的控制目標135

二、控制系統(tǒng)的主要組成136

三、控制系統(tǒng)的常見類型137

四、控制系統(tǒng)的一般要求141

第二節(jié)兩類典型控制系統(tǒng)的技術要求142

一、恒速恒頻控制系統(tǒng)142

二、變速恒頻控制系統(tǒng)151

第三節(jié)控制系統(tǒng)的主要功能155

第四節(jié)安全保護系統(tǒng)162

一、安全保護系統(tǒng)的設計原則162

二、控制系統(tǒng)安全運行的技術要求163

三、控制系統(tǒng)的安全保護功能164

第五節(jié)遠程監(jiān)控系統(tǒng)168

一、遠程監(jiān)控系統(tǒng)的結構168

二、上、下位機的通信169

三、抗干擾措施171

四、監(jiān)控軟件的編制171

第六節(jié)低電壓穿越控制173

一、低電壓穿越問題的提出173

二、國家標準對低電壓穿越的要求174

三、電網(wǎng)電壓跌落與恢復時對不同風力

發(fā)電機組暫態(tài)的影響175

四、低電壓穿越功能的實現(xiàn)方法176

復習思考題181

第十章變流器182

第一節(jié)變流器概述182

一、逆變器182

二、風力發(fā)電機組變流器的主要技術183

三、變流技術在風力發(fā)電機組中的

應用184

第二節(jié)雙饋型機組變流器185

一、雙饋型機組變流器的工作原理185

二、雙饋型機組交直交電壓型變流器的

技術要求187

第三節(jié)永磁直驅型機組變流器188

一、永磁直驅型機組全功率并網(wǎng)

變流器189

二、全功率交—直—交電壓型變流器的

技術要求190

復習思考題1922100433B

本書是風力發(fā)電教學與培訓用書之一，詳細介紹了風力發(fā)電機組的整機及其主要組成部分的結構、工作原理和技術要求。主要內(nèi)容包括：風力發(fā)電機組概述、葉片、風輪輪轂與變槳系統(tǒng)、風輪軸與齒輪箱、發(fā)電機、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和變流器。本書可作為應用型本科院校及職業(yè)院校新能源與風力發(fā)電專業(yè)的教材，也可作為從事風力發(fā)電生產(chǎn)一線技術人員的參考用書。

目前國內(nèi)外風力發(fā)電發(fā)展迅猛，需要大批的專業(yè)技術人才。為切實培養(yǎng)風力發(fā)電行業(yè)所需的技術人才，編寫了本書。本書依據(jù)風力發(fā)電職業(yè)崗位能力的要求，內(nèi)容的選取與風力發(fā)電行業(yè)密切結合，旨在培養(yǎng)風力發(fā)電技術緊缺人才。本書較全面地涵蓋了風力發(fā)電行業(yè)所需的相關技術基礎知識，主要包括可再生能源發(fā)電、風力發(fā)電的歷史與現(xiàn)、風能基礎、風力發(fā)電系統(tǒng)、風電場、空氣動力基礎、變流技術基礎、機械傳動基礎、液壓傳動基礎、通信基礎和風力發(fā)電對電網(wǎng)的影響等相關基礎知識，并為《風力發(fā)電機組運行與維護》（ISBN:978～7—111～55816～3）奠定知識基礎。本書可作為高等?？茖W校及應用型本科院校的風力發(fā)電工程技術、風電系統(tǒng)運行與維護及相關專業(yè)的教材，也可作為風力發(fā)電技術人員的培訓教材和自學參考書。為方便教學，本書提供免費電子教案及習題參考答案。

前言

第1章可再生能源發(fā)電技術

1.1可再生能源

1.1.1能源的分類

1.1.2可再生能源概述

1.1.3我國可再生能源的現(xiàn)狀

1.2發(fā)電技術

1.2.1發(fā)電技術基礎

1.2.2可再生能源發(fā)電技術基礎

本章小結

習題

第2章風力發(fā)電的歷史與現(xiàn)狀

2.1風力機的起源

2.1.1世界各國風力機的起源

2.1.2我國風力機的起源

2.2風力發(fā)電機的發(fā)展歷史

2.3風力發(fā)電機的發(fā)展現(xiàn)狀

2.4我國風力發(fā)電的發(fā)展

2.4.1我國風力發(fā)電的起步

2.4.2我國風力發(fā)電的現(xiàn)狀

2.4.3我國風力發(fā)電的規(guī)劃

本章小結

習題

第3章風能基礎

3.1風

3.1.1風的形成

3.1.2風的等級

3.1.3風的參數(shù)

3.1.4風的特性

3.2風能

3.2.1風能參數(shù)

3.2.2風能資源的特點

3.2.3風能資源的評估

3.2.4我國風能資源

本章小結

習題

第4章風力發(fā)電系統(tǒng)

4.1風力發(fā)電基礎

4.2風力發(fā)電機的結構

4.2.1小型風力發(fā)電機

4.2.2風力發(fā)電機組

4.3風力發(fā)電機的分類

4.4風力發(fā)電系統(tǒng)

4.4.1小型風力發(fā)電系統(tǒng)

4.4.2大型風力發(fā)電系統(tǒng)

4.5風力發(fā)電機組的運行

4.5.1主要參數(shù)的監(jiān)測

4.5.2機組運行的工作狀態(tài)

本章小結

習題

第5章風電場

5.1風電場概述

5.2風電場選址原則

5.2.1風電場宏觀選址

5.2.2風電場微觀選址

5.2.3海上風電場選址原則

5.3風力發(fā)電機組的選擇

5.3.1各種機型的優(yōu)缺點

5.3.2風力發(fā)電機組選型考慮的

因素

5.4我國主要風電場

本章小結

習題

第6章空氣動力基礎

6.1風力機能量轉換的基本理論

6.1.1貝茨理論

6.1.2特性參數(shù)

6.1.3動量理論

6.2翼型的空氣動力學基礎

6.2.1空氣動力學的基本概念

6.2.2翼型的基本參數(shù)

6.2.3翼型的空氣動力

6.3葉片分析的基本理論

6.3.1葉素理論

6.3.2渦流理論

本章小結

習題

第7章變流技術基礎

7.1變流技術

7.1.1電力電子器件

7.1.2功率MOS場效應晶體管

7.1.3絕緣柵雙極晶體管

7.2整流技術

7.2.1整流電路的分類

7.2.2整流電路

7.2.3PWM整流電路

7.3斬波技術

7.4逆變技術

7.5開關技術

7.6典型變流系統(tǒng)

7.6.1不可控整流 Boost

逆變方案

7.6.2背靠背雙PWM方案

本章小結

習題

第8章機械傳動基礎

8.1軸的基礎知識

8.1.1軸的類型及其特點

8.1.2軸的結構

8.1.3軸的材料

8.1.4軸的參數(shù)

8.2軸承

8.2.1軸承基礎

8.2.2滑動軸承

8.2.3滾動軸承

8.3聯(lián)軸器

8.3.1固定式聯(lián)軸器

8.3.2剛性可移式聯(lián)軸器

8.3.3彈性聯(lián)軸器

8.4齒輪傳動基礎

8.4.1齒輪

8.4.2輪系

8.4.3齒輪機構

8.4.4齒輪傳動

本章小結

習題

第9章液壓傳動基礎

9.1液壓傳動基礎知識

9.1.1液壓傳動原理和組成

9.1.2液壓傳動的基本參數(shù)

9.1.3液壓傳動的特點

9.2液壓傳動系統(tǒng)的元件

9.2.1動力元件

9.2.2執(zhí)行元件

9.2.3控制元件

9.2.4輔助元件

9.3液壓基本回路

9.3.1方向控制回路

9.3.2壓力控制回路

9.3.3速度控制回路

本章小結

習題

第10章通信基礎

10.1通信基本概念

10.2通信網(wǎng)絡

10.2.1通信網(wǎng)絡基礎

10.2.2通信網(wǎng)絡的拓撲結構

10.2.3通信協(xié)議

10.3工業(yè)以太網(wǎng)通信技術

本章小結

習題

第11章風力發(fā)電對電網(wǎng)的影響

11.1風電接入容量

11.2風力發(fā)電對電能質量的影響

11.2.1電壓偏差

11.2.2電壓變動和閃變

11.2.3諧波

11.3風力發(fā)電對電能穩(wěn)定性的影響

11.3.1電壓穩(wěn)定性

11.3.2頻率穩(wěn)定性

11.4風力發(fā)電的其他影響

本章小結

習題

參考文獻2100433B

• 課程資源

《機械制造技術基礎（第4版）》配有慕課——“機械制造技術基礎”。