風機的起源

1、1第一章風機的起源1.1概述風能作為一種可再生能源越來越受到世界各國政府的重視。與此同時，對風力發(fā)電技術和裝備的研究開發(fā)也日益成為科技領域和企業(yè)界關注的熱點課題項目之一。本文對風力發(fā)電機的主體—機械部分中的變槳系統(tǒng)及偏航系統(tǒng)進行了一定的研究、分析。由于風力發(fā)電機工作環(huán)境的惡劣性，這就要求其各個部件的維護周期要長，從而便于降低維護費用，延長工作時間。首先，采用葉素理論建立了風電機組變槳距調節(jié)原理。設計了一套新型變距傳動機構——電動變槳距傳

2、動機構。構建了基于CAXA的三維實體模型，施以正弦運動律，其動態(tài)仿真結果驗證了該變槳模型建立的有效性和準確性，進一步為風力機變槳距系統(tǒng)的優(yōu)化設計奠定了基礎。其次，針對風力發(fā)電機偏航時的要求設計了偏航控制器，改以前的遮掩式角度傳感器為絕對式數(shù)字角度傳感器，增加了系統(tǒng)的靈敏性。1.2風機鼻祖出神州在我國古代也就是在商代、西周之前，就發(fā)明了一種強制送風的工具，名叫鼓風器，主要用于冶鑄業(yè)。公元前14至前l(fā)l世紀的殷代時期，已開始運用了退火處理的

3、熱處理技術。在商代中朝，公元前14世紀，我國用隕鐵制造武器，已采用了加熱鍛造工藝，所有這些工藝技術的發(fā)明、創(chuàng)造和用之于生產(chǎn)，都和送風工具鼓風器分不開的。在戰(zhàn)國時期或者更早些時，我國出現(xiàn)了多橐并聯(lián)或串聯(lián)的裝置，漢代稱之為“排橐”。北寧時期又發(fā)明了木風扇。從元代王禎于1313年所著《農(nóng)書》中的臥式水排圖和《熬波圖》來看，它的外形好像一個木箱，是利甩箱蓋啟閉來實現(xiàn)鼓風的。在1634年明代宋應星著的古代科技名著《天工開物》中記載有木風箱，它是古

4、老的活塞式鼓風器，一直沿用至今，可稱之為現(xiàn)代往復式壓縮機的鼻祖。木風箱兩端各設有一個進風口，口上設有活瓣。箱側設有一風道，風道側端各設一個出風口，口上亦裝有活瓣。通過伸出箱外的桿，驅動活塞往復運動，促3機，結構比較完善。1898年，愛爾蘭人設計出前向葉片的西羅柯式離心通風機，并為各國廣泛采用。19世紀，軸流通風機已應用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風，但壓力僅為100～300Pa，效率僅為15%～25％。這種通風機，直到20世紀40年代以后才

5、得到較快的發(fā)展。1935年，德國首先采用軸流等壓通風機作為鍋爐通風機和引風機。1948年丹麥制成運行中動葉可調的軸流通風機。對旋軸流通風機、子午加速軸流通風機、斜流通風機和橫流通風機也都獲得發(fā)展。離心式壓縮機是在離心通風機的基礎上發(fā)展起來的，20世紀出現(xiàn)了壓力比為4.5的離心壓縮機。50年代開始，離心壓縮機制造業(yè)在歐美的工業(yè)發(fā)達國家得到發(fā)展。1963年，美國生產(chǎn)出第一臺合成氨廠用的14.7MPa高壓離心壓縮機，采用筒型機殼代替水平剖分型

6、機殼，又稱筒型壓縮機，它能承受10MPa以上的壓力。70年代，美國、意大利和德國先后制成60～70MPa高壓筒型壓縮機，筒體壁厚280mm。80年代初排氣壓力已達80MPa。離心壓縮機的轉速一般為每分鐘幾千轉以上，有的已達到25000轉以上。所需功率可達幾萬千瓦，流量已達10000m3min。離心壓縮機的常規(guī)葉輪是以一維流動理論為基礎設計的，60年代開始應用三維流動理論設計空間扭曲葉片，以改善葉輪級的性能。軸流壓縮機也是在歐洲首先出現(xiàn)的

7、。19世紀末，英國人CA帕森斯讓多級反動式汽輪機反向旋轉，作為試驗用軸流壓縮，但由于效率很低而不能實用。20世紀初，英國制造出第一臺軸流壓縮機，效率仍不高。一直到30年代，由于航空事業(yè)的發(fā)展，開展了對軸流壓縮機氣體動力學理論研究和試驗研究，效率才有顯著提高。亞音速級(氣流速度低于聲速)中壓力比不大，一般不超過13。為了提高級的壓力比和增大流量，人們研究跨聲速和超聲速壓縮機，并已廣泛應用于噴氣發(fā)動機。1.4世界風力發(fā)電現(xiàn)狀地球上蘊藏的風力