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浓缩风能型风电机组理论研究
  • 作者：田德 韩巧丽 林俊杰
  • 出版社：中国水利水电出版社
  • 出版日期：2017年03月
  • ISBN：978-7-5170-5503-7
  • 页数：286
优惠价: ¥ 52.80
定价: ¥ 88.00

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标签：新能源

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图书详情
内容简介

本书是《风力发电工程技术丛书》之一，介绍了浓缩风能理论和浓缩风能型风电机组发展历程、关键技术研究开发与应用，主要包括三部分内容：浓缩风能型风电机组基础理论与发展历程，浓缩风能型风电机组关键技术研究开发，浓缩风能型风电机组技术应用示范与噪声、材料、提水系统方面的研究。书中重点介绍了浓缩风能型风电机组基础理论研究、设计方法、风洞实验、车载实验和系统仿真实验。

本书可作为高等院校风电相关专业的研究生以及风电相关行业科研院所工作人员的参考书，也可供机械工业部门、电气工业部门和其他工业部门相关设计人员参考。

目录
  • 《风力发电工程技术丛书》编委会
  • 本书编委会
  • 前言
  • 符号表
  • 编委会办公室
  • 第1章　绪论
  • 1.1　浓缩风能型风电机组
  • 1.2　浓缩风能型风电机组发展历程
  • 1.2.1　早期结构
  • 1.2.2　中期结构
  • 1.2.3　目前结构
  • 第2章　浓缩风能型风电机组
  • 2.1　浓缩风能理论
  • 2.1.1　浓缩风能原理
  • 2.1.2　浓缩风能型风电机组工作原理
  • 2.1.3　浓缩风能型风电机组中央流路的流场特性
  • 2.2　浓缩风能型风电机组的组成与特点
  • 2.2.1　结构与计算公式
  • 2.2.1.1　浓缩风能型风电机组结构
  • 2.2.1.2　计算公式
  • 1.总压恢复系数σ
  • 2.总压系数
  • 3.静压系数
  • 4.动压系数
  • 2.2.2　浓缩风能型风电机组能量转换理论分析
  • 2.2.2.1　提高风速对空气密度的影响
  • 2.2.2.2　能量转换理论分析
  • 2.2.3　浓缩风能型风电机组特点
  • 2.3　低速永磁发电机
  • 2.3.1　设计概述
  • 2.3.2　技术要求
  • 2.3.3　风力发电专用低转速稀土永磁发电机的结构设计分析
  • 2.3.3.1　定子结构设计分析
  • 2.3.3.2　转子结构设计分析
  • 1.径向磁场型式
  • 2.切向磁场型式
  • 3.两者比较
  • 2.3.4　电磁理论设计与分析
  • 2.3.4.1　额定数据
  • 2.3.4.2　永磁体的结构设计
  • 1.永磁体体积的估算方法
  • 2.极对数的选择方法
  • 3.永磁体主要尺寸的确定
  • 2.3.4.3　定子冲片和定子绕组的设计与分析
  • 2.3.4.4　磁路计算
  • 2.3.4.5　实验样机的试制
  • 2.3.5　性能实验
  • 2.3.5.1　主要实验仪器
  • 1.转矩转速传感器
  • 2.微机型转矩转速记录仪
  • 3.电磁调速电机控制器
  • 4.电磁调速电动机
  • 5.电流表
  • 6.电压表
  • 7.交直流数字电参数测量仪
  • 8.温度计
  • 2.3.5.2　实验测试系统
  • 2.3.5.3　实验研究的内容和方法
  • 1.不同工作转速下发电机空载电压的测定
  • 2.发电机输出功率和额定转速的测定
  • 3.启动阻力矩的测定
  • 4.效率的测定
  • 5.负载特性曲线的测定
  • 6.温升试验
  • 2.3.5.4　主要性能参数设计值与实测值的对比分析
  • 2.3.6　结论
  • 2.4　控制系统
  • 2.4.1　迎风及限速自动控制系统
  • 2.4.1.1　工作原理
  • 2.4.1.2　硬件设计
  • 2.4.1.3　软件设计
  • 2.4.1.4　自然风况下运行实验
  • 2.4.1.5　小结
  • 2.4.2　基于单片机的迎风调向控制系统
  • 2.4.2.1　硬件设计
  • 2.4.2.2　软件设计
  • 2.4.2.3　运行实验
  • 2.4.2.4　小结
  • 2.4.3　基于PLC的迎风控制系统
  • 2.4.3.1　机械传动系统的设计
  • 2.4.3.2　控制系统的硬件电路设计
  • 2.4.3.3　控制系统的软件设计
  • 2.4.3.4　小结
  • 第3章　浓缩风能型风电机组自然风场测试与风洞实验研究
  • 3.1　自然风场测试实验
  • 3.1.1　实验设备
  • 3.1.2　自然风场风速分布测试
  • 3.1.3　自然风场风速对比结果与分布规律分析
  • 3.2　风洞实验
  • 3.2.1　MCWET系列模型风洞实验
  • 3.2.1.1　实验模型的设计制作与实验设备
  • 1.实验模型的设计基础
  • 2.实验模型的设计制作
  • 3.实验设备
  • 3.2.1.2　发电对比实验
  • 1.实验方法和符号
  • 2.第一期发电对比实验
  • 3.第二期发电对比实验
  • 4.结论
  • 3.2.1.3　流体力学特性实验
  • 1.实验方法和符号
  • 2.第一期流体力学特性实验
  • 3.第二期流体力学特性实验
  • 4.结论
  • 3.2.2　600W浓缩风能型风电机组风轮风洞实验
  • 3.2.2.1　浓缩风能型风电机组的流场特性
  • 3.2.2.2　600W浓缩风能型风电机组风轮设计种类
  • 3.2.2.3　600W浓缩风能型风电机组风轮的材料及模型加工制造
  • 1.风轮的材料
  • 2.模型加工制造
  • 3.2.2.4　发电机实验台实验
  • 3.2.2.5　实验模型
  • 3.2.2.6　风洞实验路线
  • 3.2.2.7　测试风轮输出特性顺序
  • 3.2.2.8　风洞实验数据
  • 3.2.2.9　风洞实验结果分析
  • 1.工作特性分析
  • 2.实验结果对比分析
  • 3.2.2.10　风洞实验测试结果的运用
  • 3.2.2.11　浓缩风能型风电机组风轮设计理论的建立
  • 1.风轮设计基本参数的修正
  • 2.浓缩风能型风电机组风轮设计理论的建立
  • 3.2.3　风切变下浓缩风能型风电机组浓缩装置的流场风洞实验
  • 3.2.3.1　风洞简介
  • 3.2.3.2　实验仪器
  • 3.2.3.3　风洞流场的测试
  • 1.风洞流场测试测点布置
  • 2.风洞内气流速度均匀性测试
  • 3.风洞气流稳定性测试
  • 3.2.3.4　传统浓缩风能装置风洞实验
  • 1.实验内容
  • 2.实验方法
  • 3.浓缩风能装置内测点布置
  • 4.实验结果与分析
  • 5.误差分析
  • 3.2.3.5　风切变下浓缩风能装置改进模型Ⅰ的流场风洞实验
  • 1.浓缩风能装置改进模型Ⅰ实验
  • 2.实验结果与分析
  • 3.误差分析
  • 4.传统浓缩风能装置模型与浓缩风能装置改进模型Ⅰ结果对比
  • 3.2.3.6　风切变下浓缩风能装置改进模型Ⅱ的流场风洞实验
  • 1.浓缩风能装置改进模型Ⅱ实验
  • 2.实验结果与分析
  • 3.误差分析
  • 4.浓缩风能装置改进模型Ⅱ与浓缩风能装置改进模型Ⅰ结果对比
  • 第4章　浓缩风能型风电机组车载实验研究
  • 4.1　浓缩风能型风电机组螺旋桨式风轮的实验研究
  • 4.1.1　螺旋桨式风轮的设计方法
  • 1.风轮设计的特性参数
  • 2.浓缩风能型风电机组螺旋桨式风轮的气动外形设计
  • 3.浓缩风能型风电机组螺旋桨式风轮的结构设计
  • 4.浓缩风能型风电机组螺旋桨式风轮的强度校核
  • 4.1.2　浓缩风能型风电机组螺旋桨式风轮的实验及其结果分析
  • 1.发电机实验台实验
  • 2.车载实验及其结果分析
  • 4.2　大容量浓缩风能型风电机组模型气动特性的实验研究
  • 4.2.1　浓缩风能型风电机组相似模型Ⅰ的气动特性实验研究
  • 1.实验模型
  • 2.实验内容与实验方案
  • 3.实验结果与分析
  • 4.与风洞实验模型实验结果比较
  • 5.由温度引起的误差分析
  • 6.小结
  • 4.2.2　浓缩风能型风电机组相似模型Ⅱ的气动特性实验研究
  • 1.实验模型和实验内容
  • 2.实验结果与分析
  • 3.与相似模型Ⅰ实验结果比较
  • 4.实验误差分析
  • 5.温度不同对流场测试的影响
  • 6.小结
  • 4.2.3　浓缩风能型风电机组相似模型Ⅱ的发电功率输出特性实验研究
  • 1.100W永磁发电机输出特性实验
  • 2.模型Ⅱ功率输出特性实验
  • 3.小结
  • 4.2.4　200W浓缩风能型风电机组相似模型Ⅲ的流场特性实验
  • 1.实验模型Ⅲ的风洞实验
  • 2.200W相似模型流场特性实验
  • 3.小结
  • 4.3　浓缩风能装置的流场车载实验
  • 4.3.1　实验内容
  • 4.3.2　实验测试仪器及其参数
  • 4.3.3　实验方法
  • 4.3.4　实验结果与分析
  • 1.测试时空气密度和流速计算
  • 2.测试结果分析
  • 3.测试数据的统计分析
  • 4.3.5　实验误差分析
  • 1.由温度变化引起的误差分析
  • 2.由多通道压力计分辨率引起的误差分析
  • 4.3.6　结论
  • 第5章　浓缩风能型风电机组系统建模仿真研究
  • 5.1　浓缩风能装置流场风切变特性实验研究
  • 5.1.1　浓缩风能装置的流场仿真与实验
  • 1.浓缩风能装置模型建立
  • 2.计算域的确定
  • 3.模型网格划分
  • 4.边界条件确定
  • 5.模拟结果与分析
  • 5.1.2　风切变下传统浓缩风能装置的流场仿真
  • 1.风切变理论
  • 2.风切变下浓缩风能型风电机组传统浓缩装置的流场仿真
  • 3.小结
  • 5.1.3　风切变下浓缩风能装置改进模型Ⅰ的流场仿真
  • 1.浓缩风能装置改进设计
  • 2.风切变下浓缩风能装置改进模型Ⅰ的流场仿真
  • 3.传统浓缩风能装置模型与浓缩风能装置改进模型Ⅰ结果对比
  • 5.1.4　风切变下浓缩风能装置改进模型Ⅱ的流场仿真与实验
  • 1.浓缩风能装置改进设计
  • 2.风切变下浓缩风能装置改进模型Ⅱ的流场仿真
  • 3.浓缩风能装置改进模型Ⅱ与浓缩风能装置改进模型Ⅰ结果对比
  • 5.1.5　结论
  • 5.2　浓缩风能装置流场仿真与结构优化
  • 5.2.1　湍流模型对浓缩风能装置流场的影响
  • 1.几何模型
  • 2.物理模型和数学模型
  • 3.计算域的确定
  • 4.模型网格划分
  • 5.边界条件确定
  • 6.网格无关性
  • 7.仿真结果可靠性分析
  • 8.不同湍流模型下的流场仿真与结果分析
  • 5.2.2　几何参数对浓缩风能装置流场的影响
  • 1.收缩角与扩散角对流场分布的影响
  • 2.中央圆筒长度对流场分布的影响
  • 3.算例分析
  • 4.小结
  • 5.2.3　扩散管母线形状对浓缩风能装置流场的影响
  • 1.湍流模型
  • 2.数值模拟计算条件
  • 3.边界条件
  • 4.扩散管的改进对流场的影响
  • 5.扩散管弧度对浓缩风能装置流场的影响
  • 6.小结
  • 5.2.4　不同浓缩风能装置模型对内部流场的影响
  • 1.数值仿真模型与条件设置
  • 2.不同改进模型对流场流速的影响
  • 3.不同改进模型对流场风切变的影响
  • 4.小结
  • 5.2.5　不同增压板结构对浓缩风能装置内部流场的影响
  • 1.数值仿真模型与条件设置
  • 2.不同增压板对流场流速的影响
  • 3.不同增压板结构对流场风切变的影响
  • 4.小结
  • 5.2.6　结论
  • 第6章　浓缩风能型风电机组技术应用示范
  • 6.1　浓缩风能型风电机组的应用
  • 6.1.1　安装维护
  • 6.1.1.1　安装调试
  • 1.装机前的准备工作
  • 2.安装浓缩风能型风电机组时注意事项
  • 3.安装顺序和方法
  • 4.浓缩风能型风电机组的试运转
  • 6.1.1.2　使用与维护
  • 6.1.2　应用产品试点示范
  • 6.1.2.1　国内应用产品试点示范
  • 6.1.2.2　国际应用产品试点示范
  • 6.2　典型浓缩风能型风电机组
  • 6.2.1　200W浓缩风能型风电机组
  • 6.2.1.1　结构与特点
  • 6.2.1.2　运行及控制系统
  • 6.2.2　600W浓缩风能型风电机组
  • 6.2.2.1　结构与特点
  • 6.2.2.2　运行及控制系统
  • 6.2.2.3　结构优化
  • 1.模型Ⅰ
  • 2.模型Ⅱ
  • 3.模型Ⅲ
  • 4.模型Ⅳ
  • 6.2.3　典型机组对比
  • 6.2.3.1　200W相似模型Ⅰ实验与实验模型MCWET-4风洞实验比较
  • 1.结构比较
  • 2.中央流路流速分布比较
  • 3.能量转换比较
  • 6.2.3.2　200W相似模型Ⅰ与相似模型Ⅱ比较
  • 1.结构比较
  • 2.中央流路流速分布比较
  • 3.能量转换比较
  • 6.2.3.3　200W浓缩风能型风电机组与国内外其他类型机组对比
  • 6.2.3.4　600W浓缩风能型风电机组与国内外其他类型机组对比
  • 第7章　浓缩风能型风电机组相关技术研究
  • 7.1　噪声研究
  • 7.1.1　噪声的特点和危害
  • 7.1.2　风力发电的噪声问题
  • 7.1.3　风电机组噪声测试
  • 7.1.3.1　测量仪器
  • 1.风速风向仪
  • 2.声级计
  • 3.磁带记录仪
  • 4.信号分析仪
  • 5.音响反射板
  • 7.1.3.2　测量方案
  • 7.1.3.3　测量系统
  • 7.1.3.4　测量方法
  • 7.1.4　浓缩风能型风电机组噪声机理的试验研究
  • 7.1.4.1　风电机组噪声源的分析
  • 1.机械噪声
  • 2.空气动力学噪声
  • 3.其他声音
  • 7.1.4.2　风电机组噪声产生的机理分析
  • 1.固体噪声
  • 2.空气动力学噪声
  • 7.1.4.3　浓缩风能型风电机组与普通型风电机组噪声的对比
  • 1.固体噪声情况
  • 2.空气动力学噪声情况
  • 7.1.5　风电机组噪声测试结果的分析
  • 7.1.5.1　用傅里叶变换与小波变换对风电机组噪声的理论探讨
  • 1.傅里叶变换和短时傅里叶变换
  • 2.小波变换
  • 3.用傅里叶变换与小波变换对风电机组噪声的理论探讨
  • 7.1.5.2　不同风速时风电机组噪声测试结果分析
  • 1.200W风电机组噪声测试
  • 2.600W风电机组噪声测试
  • 7.1.5.3　风电机组噪声对环境影响的分析
  • 7.1.6　浓缩风能型风电机组的降噪方案
  • 7.1.6.1　对浓缩风能型风电机组采取的主动降噪方案
  • 7.1.6.2　对浓缩风能型风电机组采取的被动降噪方案
  • 7.1.7　结论
  • 7.2　浓缩风能装置材料研究
  • 7.2.1　试验材料
  • 7.2.1.1　聚碳酸酯材料
  • 7.2.1.2　有机玻璃材料
  • 7.2.2　流固耦合分析理论与模型建立
  • 7.2.2.1　流固耦合分析理论
  • 1.流体控制方程
  • 2.固体控制方程
  • 3.流固耦合方程
  • 7.2.2.2　流固耦合分析过程
  • 1.模型的建立
  • 2.流体场分析
  • 3.固体场分析
  • 7.2.3　结果与分析
  • 7.2.3.1　CFD软件计算结果与分析
  • 7.2.3.2　固体场求解设置及结果
  • 1.聚碳酸酯材料
  • 2.有机玻璃材料
  • 7.2.3.3　模拟结果可靠性分析
  • 7.2.4　结论
  • 7.3　浓缩风能型风电机组提水系统
  • 7.3.1　浓缩风能型风力发电提水系统
  • 7.3.2　系统控制策略
  • 7.3.2.1　控制策略
  • 7.3.2.2　控制器主要模块
  • 1.数据检测采集模块
  • 2.数据分析模块
  • 3.控制模块
  • 4.采集数据的后处理模块
  • 7.3.3　系统仿真建模
  • 7.3.3.1　系统各环节数学模型
  • 1.风电机组模型
  • 2.永磁同步发电机模型
  • 3.整流器模型
  • 4.逆变器模型
  • 5.蓄电池性能模型
  • 7.3.3.2　系统仿真模拟
  • 1.浓缩风能型风力发电提水系统模型框图
  • 2.浓缩风能型风力发电提水系统仿真结果
  • 7.3.4　结论
  • 7.3.5　实例应用
  • 附录
  • 附表1　1kW低转速稀土永磁发电机Ⅰ号样机实验数据
  • 附表2　1kW低转速稀土永磁发电机Ⅰ号样机实验数据
  • 附表3　1kW低转速稀土永磁发电机Ⅱ号样机实验数据
  • 附表4　1kW低转速稀土永磁发电机Ⅱ号样机实验数据
  • 附表5　发电机磁路主要性能参数及其计算值
  • 本书编辑出版人员名单
  • 参考文献

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