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风机叶片参数及防雷保护
叶轮解读
1
叶片参数
1、叶片长度
叶片长度即叶片的叶根到叶尖的长度
2、扭角
扭角为叶片翼型几何弦与参考几何弦的夹角,也可定义为叶片各剖面弦线和风轮旋转平面的扭角。
3、前缘:翼型中弧线的最前点
4、后缘:翼型中弧线的最后点
5、弦线:连接前缘与后缘的直线
6、弦长:弦线的长度
7、叶片面积:叶片旋转平面上的投影面积
2
风轮参数
1、叶片数
对于水平轴风力发电机来说,三叶片风力发电机组是最常见的。相对于三叶片,双叶片和单叶片也有它们的优点,可以节约成本减少风轮的重量。然而,以保证同尺寸的三叶片风力发电机具有同样的出力,使用的叶片越少,旋转速度就越高,或者叶片弦长就越长。采用单叶片或双叶片还会由于惯性的变化导致载荷的波动,这取决于叶片是在水平位置还是在垂直位置,以及叶片位于上端及下端位置时的风速变化。
2、风轮直径:风轮旋转中心到基础平面的垂直距离。
3、风轮中心高:风轮旋转中心到基础平面的垂直距离。
4、风轮扫风面积:风轮在旋转平面上的投影面积。
5、风轮锥角:叶片相对于旋转垂直的平面的倾斜角度。
6、风轮仰角:风轮的旋转轴线和水平面的夹角。
7、风轮偏航角:风轮旋转轴线和风向在水平面上投影的夹角。
8、风轮实度:叶片在风轮旋转平面上投影面积的总和与风轮扫掠面积的比值,实度大小取决于叶尖速比。
9:、叶尖速比:叶片的尖速比是用来表述风力发电机组叶片特性的一个十分重要的参数。它等于叶片顶端的线速度与风接触叶片之前很远距离上的速度之比。叶片越长,或者叶片转速越快,同风速下的叶尖速比就越大。
10、叶片的预弯:随着风力发电机额定功率不断增加,叶片的尺寸越来越大,细长的叶片在风载荷的作用下更容易发生变形,为了减小大变形带来的不利影响,出现了预弯叶片的设计理念。预弯叶片相对于直叶片具有以下优点:
(一)叶片设计时,预先向偏离塔筒方向弯曲,增大了空载时叶尖与塔筒之间的间隙,减少了二者发生机械干涉的可能性。
(二)预弯可以增大叶轮转动时的扫风面积,提高发 电量。
(三)可以适当减少原材料和工艺辅助材料,从而降低叶片的质量和制造成本。
3
叶片的防雷保护
叶片设计包括两个方面:一是气动设计,或者称外形设计;二是结构设计,即确保叶片安全可靠运行的内部构造。
击中叶轮叶片的雷电可能对叶片造成损害,严重情况下会造成叶片烧毁,理论上讲,风机叶轮叶片的雷电保护可以用防雷电缆把叶片的雷击点的电流直接从叶片导出。采用这种方法,雷电接收导体安装在叶尖,通过叶片内部的装换接片,电流被传送到叶片根部。这种方法有效性很大程度取决于叶片的尺寸和叶片中金属导体的导电率。
叶片局部防雷布置
对于长度超过20m的大型叶片,必须考虑到叶尖外其他部位遭受雷击的情况,也要考虑到叶尖玻璃纤维材料有限的导电率。目前一种在玻璃纤维或碳纤维材料中加入金属薄片,金属网、金属线等,使得这些材料本身成为导体,而不必在材料表面安装额外的金属导体。
轮毂接地碳刷
叶片接闪电表
叶片长度(m)
接闪电数量
L<20
1
20<L<30
1+1
30<L<45
1+2
L>45
1+3
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