风力发电机组的创新设计

译者序原书序原书前言原书致谢引言10.1为什么要创新10.2风能所面临的挑战20.3现代风机的规范20.4风能的变化40.5商业风力发电技术40.6风能技术评价的基础60.6.1作为基线的标准设计60.6.2技术优势的基础60.6.3所宣称的功率性能的安全性60.6.4所提出的创新的影响6参考文献7第1篇设计背景9第1章旋翼气动理论91.1简介91.2气动升力101.3激励盘121.4开流激励盘131.4.1轴向感应131.4.2动量141.5广义激励盘理论151.6扩散器的受力211.7广义激励盘理论和实际扩散器设计221.8为什么只有一个叶轮？221.9叶轮的基本运行231.10叶素动量理论251.10.1动量方程251.10.2叶素方程261.11*佳叶轮理论281.11.1功率系数cp311.11.2正压力系数341.11.3面外弯矩系数341.12广义叶素动量理论361.13激励盘和叶素动量理论的局限性391.13.1激励盘的局限性391.13.2尾翼旋转和尖端效应391.13.3*佳叶轮理论401.13.4偏流401.13.5小结41参考文献41第2章旋翼气动设计442.1*佳叶轮和硬度442.2叶轮硬度和理想的变速运行452.3硬度和负荷472.4翼型设计开发472.5气动性能对平面形状的敏感性522.6翼型设计规范53参考文献54第3章叶轮结构的相互作用563.1叶片大体设计563.2叶片结构基础573.3简化的盖梁分析593.3.1规定挠度的*小质量设计593.3.2疲劳强度设计：无挠度限制603.4翼型剖面的有效t/c比613.5叶片设计研究：参数化分析实例633.6工业叶片技术683.6.1设计683.6.2制造683.6.3设计开发69参考文献71第4章风力发电机组的尺度升级724.1简介:尺寸和尺寸限制724.2二次方—三次方定律754.3缩放基础754.4风力发电机组的相似律774.4.1叶尖速度774.4.2气动力矩的缩放774.4.3弯曲剖面模量的缩放784.4.4张力剖面的缩放784.4.5气动弹性稳定性784.4.6自重载荷的缩放784.4.7叶片（叶尖）挠度缩放784.4.8更微妙的缩放效果及影响794.4.9变速器缩放804.4.10支撑结构缩放804.4.11功率/能量缩放804.4.12电气系统缩放804.4.13控制系统缩放814.4.14缩放小结814.5商业数据分析824.5.1叶片质量缩放834.5.2轴质量缩放864.5.3机舱质量和塔顶质量的缩放874.5.4塔顶质量884.5.5塔架缩放894.5.6变速器缩放934.6垂直轴风机的尺度升级944.7额定叶尖速度944.8载荷升级964.9违反相似性984.10成本模型994.11缩放的结论100参考文献101第5章风能转换的概念102参考文献104第6章传动系统设计1056.1简介1056.2定义1056.3传动系统创新的目的1066.4传动系统技术图1066.5直驱系统1106.6混合型系统1136.7液压传动装置1146.8直驱组件效率1166.8.1简介1166.8.2运行范围内的效率1186.8.3变速器效率1186.8.4发电机效率1196.8.5变换器效率1196.8.6变压器效率1216.8.7液力耦合器效率1216.9*佳传动系统1216.10动力输出装置的创新概念123参考文献126第7章海上风机1277.1海上风机设计1277.2高速叶轮1277.2.1设计逻辑1277.2.2速度限制1287.2.3叶轮结构1297.2.4设计比较1307.3“更简单的”海上风机1337.4海上漂浮风机系统135参考文献137第8章技术发展趋势总结1398.1演变过程1398.2叶片数量和经营理念的共识1418.3传动系统概念的分歧1418.4未来的风力发电技术1428.4.1简介1428.4.2机载系统1428.4.3新型系统的概念144参考文献146第2篇技术评估147第9章能源成本1479.1能源成本的计算方法1479.2能源：功率曲线1509.3能源：有效性、可靠性、可用性1559.3.1有效性1559.3.2可靠性1559.3.3实用性1569.4资本成本1579.5运维1589.6总成本分摊1589.7缩放成本影响1609.8负荷影响（场所类型）161参考文献164第10章评估方法16610.1主要的评估问题16610.2致命缺陷分析16610.3功率性能16710.3.1贝兹极限16710.3.2风机的压差16910.3.3气流中的总能量16910.4传动系统转矩17110.5典型的基准17110.6设计负荷的比较17210.7评估举例：风机的*佳额定功率17310.8评估举例：carter风机和结构的灵活性17610.9评估举例：概念设计优化研究178参考文献180第3篇设计主题183第11章*佳叶片数18311.1能源捕获比较18311.2叶片设计问题18411.3运行和系统设计问题18611.4多叶片叶轮191参考文献191第12章变桨距与失速19212.1失速调节19212.2变桨距调节19412.3疲劳载荷问题19512.4电能质量和网络需求19712.4.1风机设计的并网导则要求和意义197参考文献199第13章水平轴风机还是垂直轴风机20013.1简介20013.2垂直轴风机的空气动力学20113.3功率特性和能量捕获20613.4传动系统转矩20713.5垂直轴风机的适当应用20913.6垂直轴风机设计现状20913.6.1问题20913.6.2解决方法210参考文献211第14章自由偏航21214.1偏航系统的能源成本价值21214.2偏航动力学21214.3偏航阻尼21414.4主传动21414.5自由偏航风机的运行经验21414.6小结216参考文献216第15章多叶轮系统21715.1简介21715.2标准化效益和概念的发展21715.3运行机制21815.4缩放比例经济学21815.5历史回顾22015.6多叶轮阵列的气动性能22015.7*近的多叶轮理念22115.8多叶轮的结论225参考文献226第16章设计主题概述227第4篇创新示例229第17章强适应性叶轮的概念22917.1叶轮运行的要求22917.2风机的控制23117.3适应性强的叶轮23217.4锥形叶轮23417.4.1概念23417.4.2锥形叶轮:总体评价—能量捕获23617.4.3锥形叶轮:总体评价—负载23717.4.4概念综述23817.5变直径叶轮238参考文献240第18章覆盖式叶轮241参考文献244第19章gamesag10x型传动系统245第20章陀螺转矩传递247参考文献252第21章norsetek叶轮设计253参考文献255第22章西门子叶片技术256第23章摆振259参考文献262第24章磁性齿轮传动和准直驱26324.1磁性齿轮传动技术26324.2准直驱技术265参考文献267第25章总结和评论268