风力发电机叶片设计原理(研究生论文发表-小型风力发电机叶片优化设计方案)

叶片是小型风力发电机的关键部件。小型风力发电机的叶片设计直接影响风力发电机的相关性能和风能的转化率，是风机叶片的核心部分。因此，叶片的优化设计起着非常重要的作用。该机械论文简要介绍了叶片优化设计的一些方案。研究生论文的出版也可以为我们提供这方面的参考解决方案。

关键词：小型风力发电机；风轮；叶片；优化设计；风能文件识别码：图a中的分类编号：TM129文章编号：1009-2374(2015)23-0037-02 doi:10.13535/j . CNKI . 11-4406/n . 2015 . 23 . 020

目前，每个国家都特别关注地球的能源状况，而电能在能源消耗中居首位，它是从地球的其他能源转化而来的。大多数国家依靠水力发电和热能发电，但水力发电将受到自然环境的限制。火力发电是通过燃烧煤和重油来生产的，燃烧煤和重油会产生大量有害气体，对对的环境造成严重污染。因此，近年来，各国都在积极发展风力发电技术。叶轮是小型风力发电机组吸收风能的关键部件，直接决定着小型风力发电机组的风能利用系数。风机叶轮的核心部件是叶片，其形状和气动性能会影响风能转换的效率。因此，随着我国风力发电相关技术的快速发展，风机叶片优化设计的相关技术也取得了很大的进步。

1风力涡轮机简介

风力发电机的设计、制造和维护行业将会迅速发展，特别是小型风力发电机在中国的应用范围非常广泛。在自然风能丰富的地区和国家电网尚未提供风能的偏远地区，我们可以使用独立高效的小型风力涡轮机发电。叶片是小型风力发电机最重要的部件，优化对风力发电机叶片的设计和制造非常重要。叶片为玻璃钢复合材料，可大大减轻发电机本身的重量，增加风力发电机本身的捕风能力，降低低功率风机的相关成本。本文根据北方偏远地区相关风能资源的详细情况，对对小型(低功率)风力发电机组的叶片进行了优化。首先，计算叶片直径。其次，确定了风扇叶片的截面翼型和具体尺寸。最后，设计了对的载荷工况和强度校核，并对其动态特性进行了分析。

叶片直径的计算风力发电机的叶片设计主要是确定叶片数量、翼型、叶片直径、转速、弦长、安装角和扭转角等。在这些参数确定之后，可以获得风力涡轮机的功率系数。

小型风机的叶片翼型大多是扭曲的，与对，相比，扭曲叶片很难制造，但可以提高风机的风能利用系数，与对相比，小型风机可以获得最高的风能相对利用率。在设计时，需要使风机叶片截面翼型的实际安装角度互不相同，其角度从叶根到叶尖逐渐减小， 使得叶片的所有部分始终处于最佳攻角，从而可以优化其升力，并且可以提高风力涡轮机叶片的风能接收的相关效率。 我们选择了近年来常用的NACA4412翼型。3.1确定叶尖速比率

3.2确定风扇叶片翼型截面的弦长4设计载荷条件和强度检查

作用在风力涡轮机叶片上的载荷有三种，即空气动力、离心力和重力。它的叶片可以简单地看作悬臂梁。根据风扇叶片的气动力、离心力和重力，可以计算出叶片的弯矩、剪力和扭矩。根据薄壁结构理论，可以计算截面的剪应力和法向应力。对还需要区分各种载荷条件下的疲劳载荷和极限载荷。特别是在计算极限载荷时，我们还需要计算很难满足的特殊风速，其风速为50 ~ 65m/s，这就要求风机叶片在极限载荷下满足其强度的变形和稳定性。5分析其动态特性

发电机叶片的特性包括频率、响应和振动。由于风机的负荷主要是交叉变量和随机变量，在静态分析时很难考虑动态因素。相比之下，精确的分析方法，即动态响应，受叶片动态运行参数和计算模型的影响，其计算结果误差较大。弯扭振动中某些参数的耦合作用会导致叶片的颤振。调节风扇叶片的固定频率可以有效地避免风力涡轮机叶片共振的相关区域，并降低与风扇叶片相关的动应力。由于风扇叶片各段的扭转角不同，主惯性轴不平行，因此会产生X、Y方向的弯曲耦合振动。当叶片旋转时，还会产生相应的离心力，使各截面受到轴向拉力，这相当于增加了风扇叶片相对于对的弯曲刚度，增加了叶片的弯曲频率。计算证明，一阶振动的方向频率与实验结果非常接近，误差不大于10%，满足优化设计的相关要求。6种叶片材料的优化选择

由于风力发电机的叶片通过逆风直接获得风能资源，因此需要选择先进的制造材料和非常科学的制造技术，以保证风力发电机的叶片能够有效承受非常大的风力、风力发电机叶片的自重以及旋转后离心力带来的弯矩和拉力。同时，风力发电机叶片的优化设计也要求风力发电机的叶片结构必须轻巧，强度必须高，制造也要相对简单，因此小型风力发电机的叶片材料也决定了小型风力发电机。传统的风力发电机叶片主要由木材和帆布制成。近年来，风力发电机叶片材料逐渐选择玻璃钢，玻璃钢具有重量轻、力学性能和稳定性好、成型简单、价格低廉等优点。凭借这些优势，它已逐渐成为低功率(小型)风力涡轮机的主要叶片材料。为了满足小型风力发电机对叶片的优化设计，玻璃纤维复合材料正在逐步进行技术创新。实验表明，玻璃纤维表面处理后的单纤维界面结合强度和拉伸强度高于未经表面处理的单纤维。此外，新的玻璃纤维可以提高对风扇叶片的性能，而不会增加叶片的成本。玻璃纤维布(毡)也可以交替铺设，可以提高叶片的抗层间断裂能力。

能力。7结论

单位容量的增加是风力发电技术快速发展的一个非常重要的标志，其叶片相关长度也将逐渐增加。增加后，在设计中需要考虑更多的影响因素，这就要求学习其他方法的应用，以保持风机叶片的气动性能处于最佳状态。风机叶片长度的增加也会增加叶片重量，影响对机组的运行和能量输出。当叶片运行时，交变载荷会使叶片本身产生进入疲劳，从而影响机组的使用寿命。因此，在优化对叶片的设计时，应考虑减轻重量。同时，它不仅使风力发电机的叶片安全运行，减轻了叶片的重量，而且使风力发电机叶片的强度和刚度满足要求，这就对对的叶片设计优化提出了更高的要求。研究生论文，表示，他希望为客户解决问题，并提供高质量的相关论文