风机基础知识介绍-部件
风电基础知识培训风机叶片结构
风电基础知识培训风机叶片结构风电作为一种清洁能源，近年来迅猛发展。
而风机叶片作为风力发电的核心组成部分之一，其结构设计和材料选择直接关系到风机的性能和寿命。
本文将介绍风机叶片的结构和相关知识。
一、风机叶片的概述风机叶片是将风能转化为机械能的重要部件，其主要作用是捕捉风能，并将风能转化为旋转能量，驱动发电机发电。
叶片的设计和制造直接影响了风机的效率和稳定性。
二、风机叶片的构造1. 叶片型号风机叶片通常采用空气动力学原理设计，常见的叶片型号有直线型、扭曲型、三维型等。
在选择叶片型号时，需要考虑风机所处的环境、风力特点以及预期的发电效率。
2. 叶片材料常见的叶片材料有玻璃钢和碳纤维复合材料。
玻璃钢叶片具有成本低、易加工等优点，但其强度和刚度相对较低；碳纤维复合材料叶片具有优良的机械性能，但成本较高。
选择合适的叶片材料需要综合考虑经济性和可靠性。
3. 叶片结构叶片一般由根部、腹板、翼尖和翼面等部分组成。
根部是叶片与风机轴连接的部位，需要具备足够的强度和刚度。
腹板是叶片最宽的部分，承担风压的主要作用。
翼尖则是叶片的末端部位，其形状和角度对风机的性能有直接影响。
叶片的翼面则通过空气动力学原理，利用不同的曲率和厚度分布实现对风能的捕捉和转化。
三、风机叶片的设计原则1. 力学强度风机叶片需要经受来自风力的巨大压力和外力的作用，因此在叶片设计过程中，需要考虑强度和刚度，以确保叶片能够承受外界的力量而不发生破坏。
2. 空气动力性能叶片的空气动力性能直接关系到风机发电效率。
在叶片设计过程中，需要采用合理的空气动力学曲线，以最大程度地捕捉和利用风能。
3. 质量和成本在选择叶片材料和结构设计时，需要兼顾质量和成本的平衡。
选择合适的材料和合理的结构设计，既可以确保叶片的强度和刚度，又可以降低生产成本。
四、风机叶片的制造工艺1. 叶片模具制造叶片模具是制造风机叶片的关键步骤之一。
叶片模具需要经过精确的设计和制造，以确保叶片的尺寸和形状符合设计要求。
风机基础知识
风机基础知识风机基础知识⽬录风机的定义 (2)风机的分类 (2)叶轮分类 (2)轴流风机 (2)离⼼风机 (2)混流风机 (3)⽤途分类 (3)公司系列分类 (3)连接⽅式分类 (4)安装位置分类 (5)风机的常⽤参数 (5)风机相似率及计算公式 (8)风机基本零部件的认知和关键质量指标 (9)风机配套 (17)风机旋向的认知 (18)常⽤单位的换算 (18)风机的选型注意点 (19)风机基础知识⼀、风机的定义风机是将旋转的机械能转换成流动空⽓总压增加⽽使空⽓连续运动的动⼒机械。
另外也可以说风机是将旋转的机械能转换成⽓体的动能和势能,并将⽓体输送出去的⼀种动⼒机械。
⼆、风机的分类a)叶轮分类根据⽓流运动的特点分类也就是根据叶轮形式来分类可以分为离⼼风机、轴流风机、混流风机。
（⼀）轴流风机轴流叶轮的进风⽅向和出风⽅向相同。
⼀般⽤于风量较⼤，风压较底的场合。
英飞产品中轴流风机有：RTA/RSA、WEX/WSP、IAS、IA T等。
英飞边墙轴流风机（WEX/WSP）风量⼤，压⼒低，噪⾳低，使⽤前掠型叶⽚。
管道轴流风机风量⼤，压⼒相对较⾼，⼀般使⽤CAD流场模拟技术优化设计的钢制叶⽚或进⼝“⼩旋风”叶轮。
（⼆）离⼼风机离⼼叶轮的进风⽅向和出风⽅向呈90°。
⼀般适⽤于较⾼压⼒，较⼤风量的场合。
英飞产品离⼼风机：CBD/CFD、BC系列、RTC、ISQ、CUS、RSC、ICC 等。
离⼼叶轮可分为前弯叶轮、后倾叶轮、后弯叶轮。
1、前弯叶轮：⽓流⽅向和叶⽚的线速度⽅向夹⾓为锐⾓。
特点：低转速，⼤风量，低静压（相对后倾，后弯叶轮），成型⼯艺简单，成本低。
前弯叶轮转速过⾼会造成电机过载，所以使⽤前弯叶轮的风机不允许空载运⾏。
2、后倾叶轮：⽓流⽅向和叶⽚的线速度⽅向的夹⾓为钝⾓，叶⽚为直板形式。
特点：⾼转速，转速范围宽，风量⼩，⾼静压，不过载，效率⾼。
（相对前弯叶轮做⽐较）3、后弯叶轮：⽓流⽅向和叶⽚的线速度⽅向的夹⾓为钝⾓，叶⽚为曲⾯形式。
风机基础知识
目录第 1 章通风机选型基础知识21． 2． 1 离心通风机的名称、型号及结构型式3 1． 3 通风机的主要性能参数7电机配套轴承表13室内通风风量计算法14单位换算表15风机检查与维护16风机的安装和使用18第 1 章通风机选型基础知识风机是各个工业领域中不可缺少的设备，应用面极其广泛而且量大。
为使用风机的风机高效运行，首先要了解风机的特性，本章将着重叙述风机的基本知识。
1． 1 通风机的分类1． 1． 1 按气流运动方向分类1． 1．离心通风机气流进入旋转的叶片通道，在离心力作用下气体被压缩并沿着半径方向流动。
2． 2．轴流风机气流轴向进入风机叶轮后，在旋转叶片的流道中沿着轴线方向流动的通风机。
相对于离心通风机，轴流通风机具有流量大、体积小、压头低的特点，用于有灰尘和腐蚀性气体场合时需注意。
3． 3．斜流式(混流式)通风机在通风机的叶轮中，气流的方向处于轴流式之间，近似沿锥流动，故可称为斜流式(混流式)通风机。
这种风机的压力系数比轴流式风机高，而流量系数比离心式风机高。
1． 1． 2 按压力分类1． 1．低压离心通风机风机进口为标准大气条件，通风机全压P tF≤1kPa 的离心通风机。
2． 2．中压离心通风机风机进口为标准大气条件，通风机全压为 1k Pa＜P tF＜3kPa 的离心通风机。
3． 3．高压离心通风机风机进口为标准大气条件，通风机全压为 3k Pa＜P tF＜15kPa 的离心通风机。
4． 4．低压轴流通风机风机进口为标准大气条件，通风机全压为P tF≤0.5kPa 的轴流通风机。
5． 5．高压轴流通风机风机进口为标准大气条件，通风机全压为 0.5k Pa＜P tF＜15kPa 的轴流通风机。
1． 1． 3 按比例大小分类比转速是指要达到单位流量和压力所需的转速。
1． 1．低比转速通风机(n s=11~30)2． 2． 中比转速通风机(n s=30~60 ) 3． 3． 高比转速通风机(n s=60~81 )1． 1． 4 1． 1． 4 按用途分类按通风机的用途分类， 可分为引风机 、纺织风机 、消防排烟风机等。
风机基础培训资料(精简)
转速范围(rpm)
功率调节方式 切入风速(m/s) 切出风速(m/s) 额定风速(m/s) 风况
9.4-19.1
变桨变速 4 25-28 12.8 IEC TC1A TC2A+
9.4-19.1
变桨变速 3 25-28 10.9 IEC TC1C TC2A+
8.3-16.8
变桨变速 3 25-28 10.8 IEC TC3A TC1B
ρ
平均风能密度
v
有效风能密度 切入、切出之间
风的时空变化
风向和风速
风随时间的变化 日变化 地面上夜间弱，白天强；高空中正相反 月变化 季节性的温差 我国大部分地区：春季最强，冬季次之，夏季最弱。 中国处于亚热带季风气候区，而冬春季节是季风盛行的季节。 时间
风随高度的变化 空间
v——距地面高度为h 处的风速，m/s； v1——高度为h1 处的风速，m/s； α ——风切变指数，它取决于大气稳定度和地面粗糙度， 其值约为1/2～1/8。
贝茨理论
2. 风机的分类——按转轴结构划分 垂直轴
全风向、发电机下置
转换效率低、轴距长
2. 风机的分类——按结构划分 水平轴
2. 风机的分类——按功率控制方式
●定桨距失速调节型
定桨距：桨叶桨距角固定不变
失速：是指桨叶翼型本身所具有的失速特性
●变桨距调节型风力发电机组 变桨距：通过控制叶片桨距角的大小来调节功率 ·额定功率以下：叶片节距在0°附近不作变化，等同于定桨距。 · 大于额定功率：调整叶片桨距，使功率限制在额定功率附近。
宏观选址影响因素
风能资源和其它相关气候条件、地形和交通运输、工 程地质、接入系统、其它社会政治和经济技术因素。
微观选址基本概念
通风机基础知识(培训用)
风机基础知识一、风机的分类(按出口压力)1、通风机通常指大气压为101325Pa,气温为20°C时,出口全压为15000Pa。
2、鼓风机指出口压力为116000~350000Pa。
(绝压)3、压缩机指出口压力大于350000Pa。
(绝压)用于供暖、通风、空调的风机,全压通常不超过3000Pa,我们所提供的风机属于通风机范畴,即通常所说的空调风机及工程风机。
二、基本术语:标准状态空气——空气在20℃和压力101325Pa,湿度50%,质量密度1.2Kg/m3的空气。
静压Ps——气流中某一点或充满气体的空间某点的绝对压力与大气压力的压差,没有方向性,与速度无关,是气流中潜能的量度。
为正值~负值。
单位Pa(N/m 2).动压Pd——动压是将气体从零速度加速到某一速度所需的压力,与气流的动能成正比。
动压只作用于气流方向,是正值。
动压Pd=ρV2/2其中V是气流速度,单位m/s。
单位Pa.全压Pt——静压与动压的代数和。
是气流中存在的全部能量的量度。
单位Pa。
Pt=Ps+Pd三、风机术语及参数:气体体积流量Qv(立方米/秒)——通常指标准状态下的风机进口流量。
风机全压升Pt(Pa)——风机出口平均全压和风机进口平均全压的代数差。
是风机对气体施加的总机械能的量度。
风机静压升Ps——风机全压减去风机出口平均气流速度相当的动压,是气体克服管道阻力所需要的能量。
通风机效率——ηr是风机输出能量与输入能量之比。
ηr= Q×Pt×k/(1000×N r)通风机整机效率——ηe是风机输出能量与整机输入能量之比。
ηe= Q×Pt×k/(1000×N e)式中:Q为流量(立方米/秒); Pt为全压(Pa);k为压缩性系数;N r为内功率;N e为轴功率;k为压缩性系数,通常情况下空调风机及工程风机不考虑,即k取1。
1风机的噪声:,一般用声功率级及倍频程声功率级,单位dB(分贝)常用A计权噪声级表示,dB(A)(分贝),A计权噪声压级比较符合人耳感知的噪声。
风机基础知识介绍课件
混流式风机
混流式风机是一种结合了离心式和轴 流式风机的通风 fan，通常由叶轮、 机壳、进风口和电机等部分组成。
混流式风机具有效率较高、风量适中、 噪音较低等优点。
混流式风机适用于需要中等风量和中 等距离送风的场所，如商场、办公楼 等。
罗茨风机
罗茨风机是一种容积式鼓风机， 利用两个或三个叶轮的转动来强
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贯流式风机结构与工作原理
叶轮
通常由多片弧形叶片组成，固定在轴上，通过电机驱动旋转。
工作原理
当叶轮旋转时，空气从进风口进入，在叶轮的挤压力和推力共同作用下实现气体输送。
04
风机的维护与保养
日常维护保养
01Biblioteka 0203每日检查
检查风机是否有异常声音、 振动或异味，检查轴承温 度和润滑情况，检查电机 电流和电压是否正常。
效率与比功率是衡量风机性能的重要 指标，效率越高、比功率越小，说明 风机的性能越好。
噪声参数
01
噪声参数是衡量风机运行时产生 的噪声大小的指标，通常用声压 级或声功率级来表示。
02
噪声参数是评价风机性能的重要 指标之一，也是评价风机对环境 影响的重要依据。
03
风机的结构与工作原理
离心式风机结构与工作原理
流量参数
流量参数是衡量风机输送气体量的重要指标，通常用体积流 量和质量流量来表示。体积流量是指单位时间内通过风机的 气体体积，而质量流量则是单位时间内通过风机的气体质量。
流量参数反映了风机的通风 speed，即通风 speed，也就是 风机的通风 speed，即风机的通风 speed。
功率参数
功率参数是衡量风机能耗的重要指标，通常用输入功率和 输出功率来表示。输入功率是指风机运行所需消耗的电能 或其他能源，而输出功率是指风机实际输送气体的功率。
风机基础知识
1
mmAq
毫米水柱
9.807
Pa
(帕)
1
mmH2O
毫米水柱
9.807
Pa
(帕)
1
inH2O
毫米水柱
249.0978
Pa
(帕)
1
kgf/cm2
公斤力/平方厘米
98.07
Pa
(帕)
1
lbf/in2(Psi)
磅/平方英寸
6894.76
Pa
(帕)
1
lbf/ft3
磅/平方英尺
47.8803
Pa
(帕)
流量单位换算：
风机基础知识
一．风机的分类：
1.按工作原理：透平式----离心式
轴流式
混流式
贯流式
容积式----回转式----罗茨式
叶式
螺杆式
滑片式
往复式----活塞式
柱塞式
隔膜式
2.按工作压力：通风机：P≤0.015MPa(15000Pa)
鼓风机：0.015MPa(15000Pa＜P≤0.35MPa(350000Pa)
200mg/m3
四．通风机检验：
型式检验：
1.出厂检验：同下
2.通风机的空气动力性能试验：
通风机的空气动力性能试验类型：
进气管道试验出气管道试验
进出气管道试验风机性能曲线图
进气风室试验出气风室试验
在规定的通风机全压或静压下，所对应的流量偏差为±5%；或在规定的流量下，所对应通风机的全压或静压偏差为±5%；
2.将用户的参数换算成标准单位的进口状态参数：
3.在这里我们假定用户已经考虑了漏风等的富裕量，如果没有，应该考虑增加风量和风压，具体数值参见下表：
风机基础知识及通风机的叶轮转向与叶片旋向
风机基础知识及通风机的叶轮转向与叶片旋向目录1. 风机基础知识 (2)1.1 定义与分类 (3)1.2 风机的作用与原理 (4)1.3 风机的主要组成部分 (5)1.4 风机的发展趋势 (6)2. 通风机概述 (7)2.1 通风机的定义 (8)2.2 通风机的用途 (9)2.3 通风机的工作原理 (10)2.4 通风机的选型与安装 (11)3. 叶轮转向与叶片旋向 (13)3.1 叶轮转向 (14)3.2 叶片旋向 (15)3.3 叶轮转向与叶片旋向对风机性能的影响 (16)3.4 如何判断与调整叶轮转向与叶片旋向 (18)4. 通风机的性能指标及评价方法 (19)4.1 性能指标 (20)4.2 性能评价方法 (22)4.3 影响因素分析 (23)5. 风机维护与故障排除 (23)5.1 日常检查与维护 (24)5.2 常见故障及排除方法 (26)5.3 安全性与预防措施 (26)6. 风机应用领域及案例分析 (28)6.1 工业领域应用 (29)6.2 建筑领域应用 (30)6.3 其他领域应用 (31)6.4 案例分析 (32)7. 总结与展望 (33)7.1 基础知识总结 (34)7.2 叶轮转向与叶片旋向研究展望 (35)7.3 风机发展趋势及挑战 (36)1. 风机基础知识风机是一种将机械能转化为气体动能的设备，广泛应用于工业、农业和民用领域。
根据风机的结构和工作原理，可分为离心式风机、轴流式风机、混流式风机等。
风机的主要组成部分包括叶轮、机壳、进风口和出风口。
叶轮是风机的核心部件，其形状和性能直接影响到风机的性能。
叶轮通常由多个叶片组成，这些叶片按照一定的角度安装在叶轮的轮毂上。
当叶轮旋转时，叶片会对空气施加一个向外的力，使空气沿着叶片的方向加速，从而产生气流。
机壳的作用是引导气流顺畅地通过风机，并对气流起到一定的压缩作用。
机壳的设计需要考虑到空气动力学因素，以确保气流在机壳内的流动尽可能顺畅。
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图中，E
图2-7联轴器结构原理
—被浮动构件的径向位移量L g；
—联轴器的长
度。联轴器的定心方式：有外径定心和齿侧定心。齿侧定心有自动定
心作用，有利于联轴器的齿间载荷分布。
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（3）发电机 发电机将风轮的机械能转换为电能，分为异步发电
机和同步发电机两种。异步发电机的转速取决于电网的频率， 只能在同步转速附近很小的范围内变化。当风速增加使齿轮 箱高速输出轴转速达到异步发电机同步转速时，机组并入电 网，向电网送电。风速继续增加，发电机转速也略为升高， 增加输出功率。达到额定风速后，由于风轮的调节，稳定在 额定功率不再增加。
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偏航系统采用四点球轴承回转环,确保风轮处于正确的 风向位置。偏航操作由三个行星齿轮完成,每一个由电力电子控 制的电机驱动,这样偏航齿轮的负荷大小均匀。偏航制动由六个 液压制动器控制的大盘制动,且每一个偏航齿轮独立制动,整个 系统保证偏航控制平滑。当偏航结束,机舱就固定不动,而且偏 航齿轮也不承受负荷。偏航系统有两个独立的风向标检测风速 并送主计算机,保证风能最佳利用且驱动链应力最小。
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目录
• 第一部分：各系统部件介绍 • 第二部分：电控系统功能介绍 • 第三部分：风机传动系统 • 第四部分：风机偏航系统及液压系统
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第一部分：各系统部件介绍
大型风力发电机组从外观结构来说一般由图2-1所示部分组成； 从机组各部分所能实现的功能来说一般由图2-2所示部分组成；
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（5）雷电保护 风力发电机的塔架一般有圆锥形钢结构和梯
形栅格钢结构两种。圆锥形钢结构内部安装楼梯、安全 线路、工作平台和照明系统。塔架基础采用地下钢筋混 凝土结构。随着塔身高度增加,风轮叶片遭受雷击的概率 也增加,必须设计防雷系统。如果风轮或机舱遭受雷击, 雷电保护系统会将雷电电流引入接地系统。
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（6）控制系统及安全系统 风轮功率控制采用大功率整流逆变控制器,以及
有源滤波和无功补偿。信号处理通常有两个独立的计算机或 高速数字信号处理芯片。主机在地面控制室的开关柜内,从 机设在机舱内。所有来自传感器和变送器的输入信号都由从 机汇集和处理,再传送给主机。主机监控风轮所有的运行状 态。主机和从机间通过光纤达到可靠快速地交换信息。风力 发电机完全实现远程监控,从远程计算机可读取所有风轮数 据。
为了减少齿轮箱的传动损失和发生故障的概率，有的风力发电 机组组采用风轮直接驱动同步多极发电机，又称无齿轮箱风力 发电机组组。其发电机转速与风轮相同而且随着风速变化，风 轮可以转换更多的风能，所承受的载荷较小，减轻部件的重量。 缺点是这种发电机结构复杂，制造工艺要求很高，需要变流装 置才能与电网频率同步，经过转换又损失了能量。
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（4）偏航系统
偏航系统是水平轴风力发电机组的不可缺少的组成部分, 偏航系统的主要作用有两个： 其一是与风力发电机组的控制系统相配合，使风力发电 机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风 力发电机组的发电效率； 其二是提供必要的锁紧力矩， 以保障风力发电机组的安全运行
风轮
机舱
风力发 电机组
塔架
基础
图2-1外观结构组成
风力发 电机组
传动系 统 偏航系统
液压系统与制动系统
发电机
控制与安全系统 图2-2功能实现组成
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（1）风轮
风轮由轮毂和叶片组成，它的作用是将风能转换为 机械能，它由气动性能优异的叶片装在轮毂上组成，风轮 转子直径随着风力发电机功率的增大而增大。风轮按叶片 数可以分为单叶片、双叶片、三叶片和多叶片风轮，其中 三叶片风轮由于稳定性好，在并网型风力发电机组上得到 广泛应用。按照叶片能否围绕其纵向轴线转动，可以分为 定桨距风轮和变桨距风轮。定桨距风轮叶片与轮毂固定连 接，结构简单，但是承受的载荷较大。变桨距风轮的叶片 与轮毂通过轴承连接。虽然结构比较复杂，但能够获得较 好的性能，而且叶片承受的载荷较小，重量轻。
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联轴器：大型风力发电机组通常采用浮动用齿式联轴器。齿式联 轴器按其外齿的轮齿在齿宽方向的截面形状，常用的是直齿和鼓 形齿。直齿加工简单，但允许倾斜角小，一般不大于30’，工作 时，容易产生轮齿端部受载，齿面磨损大，强度和寿命较低。鼓 形齿，允许倾斜角较大，一般可达2º左右。轮齿受力情况好，浮 动灵敏，强度和寿命较高。联轴器有单齿和双齿联轴器。 联轴器的倾斜角ω：
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主轴
在风力发电机组中，主轴承担了支撑轮毂处传递过来的各种负载 的作用，并将扭矩转递给增速齿轮箱，将轴向推力、气动弯矩传 递给机舱、塔架。主轴前端法兰与轮毂相联接，将风轮的回转运 动传递给齿轮箱的低速轴。设计过程中应考虑主轴的轴向力、剪 力、弯矩及扭矩，进行强度初步分析计算。主轴的疲劳性能是非 常关键的，为此，要注意外形和结构细节设计，如应力卸载槽、 表面处理和加工工艺等。
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齿轮箱 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载 荷。其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联 轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。
风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照传统类型 可分为圆柱齿轮增速箱、行星增速箱以及它们互相组合起 来的齿轮箱；按照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱； 按照转动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式以 及混合式等等。常用齿轮箱形式及其特点和应用见表
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• 轮毂 • 风力机叶片都要装在轮毂上。轮毂是风轮的枢纽, 也是叶片
根部与主轴的连接件。所有从叶片传来的力,都通过轮毂传递 到传动系统,再传到风力机驱动的对象。同时轮壳也是控制叶 片桨距(使叶片作俯仰转动) 的所在。
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（2）主传动系统 传动系统包括主轴、齿轮箱和联轴器。轮毂与主 轴固定连接，将风轮的扭矩传递给齿轮箱。有的风 力发电机组组将主轴与齿轮箱的输入轴合为一体。 大型风力发电机组风轮的转速一般在10~30r/min范 围内，通过齿轮箱增速到发电机的同步转速 1500r/min（或1000 r/min），经高速轴、联轴节驱 动发电机旋转。