具体描述
内容简介
《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》全面系统地介绍了风力发电设备的基本结构和工作原理，具体内容包括风轮系统、传动系统、偏航系统、液压系统、刹车系统、发电机和电气设备、控制系统和安全保护系统、塔架和基础等。《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》内容通俗简练，系统翔实，图文并茂，可作为高等学校风电专业及风电相关专业课程的教材，也可供风力发电、电气自动化技术等专业的工程技术人员参考。
目录
第一章 风力发电机组工作原理概述第一节 风力发电原理
一、风力发电原理概述
二、风力发电机组的分类
第二节 风力发电机组的组成
第三节 风力发电机组的性能评价
第二章 风轮系统
第一节 风轮的空气动力性能
一、风轮的空气动力性能参数
二、叶片的空气动力性能参数
三、叶片翼型的空气动力特性
第二节 叶片
一、叶片制造材料和主体结构
二、叶片的类型
三、叶片的运行
四、借助于风轮叶片的风力机功率调节
五、叶片的防雷保护
第三节 轮毂
一、轮毂结构
二、轮毂的安装和维护
第三章 机组传动系统
第一节 风力发电机组传动系统概述
一、风力发电机组总体传动形式
二、风力发电机组传动链形式
第二节 主轴及主轴承
第三节 联轴器
一、刚性胀套式联轴器
二、挠性联轴器
第四节 齿轮箱
一、风力发电机组齿轮箱的工作特性
二、风力发电机组齿轮箱
三、齿轮箱的主要零部件
四、齿轮箱的使用及其维护
第四章 机组液压传动系统
第一节 液压传动的工作原理
一、液压传动的基本工作原理
二、液压传动系统的组成
三、液压传动的优缺点
第二节 液压系统的基本组成
一、执行装置——液压泵
二、执行装置
三、控制调节装置
第三节 定桨距风力发电机组的液压系统
第四节 变桨距风力发电机组的液压系统
一、比例控制技术
二、液压系统图
三、液压泵站
四、变桨距控制
五、制动机构
第五章 机组偏航系统
第一节 偏航系统的技术要求
第二节 偏航系统的组成
一、偏航轴承
二、驱动装置
三、偏航制动器
四、偏航计数器
五、纽缆保护装置
第六章 机组刹车系统
第一节 空气动力刹车机构
一、叶尖扰流器
二、变桨距机构的空气刹车作用
第二节 主轴刹车机构
第三节 偏航制动器
第七章 风力发电机组的发电机及其他电气设备
第一节 发电机
一、发电机结构及基本工作原理
二、交流感应发电机
三、风力发电机特殊的工作条件
四、风力发电机的使用维护
五、风力发电机的常见故障
第二节 风力发电机组的其他电气设备
一、变频器
二、整流器
三、变频器中的中间环节
四、逆变器
第八章 机组控制系统
第一节 控制系统简介
第二节 风力发电机组控制系统的组成
一、控制系统输入信号
二、控制系统输出信号
第三节 控制系统的控制内容
一、风力发电机组的控制目标
二、正常运行的控制内容
三、风力发电机组的自动控制功能
四、控制系统工作流程
第四节 风力发电机组的现场信号采集
一、电量信号
二、温度信号
三、风向
四、风轮转速
五、风速
第九章 机组系统安全与安全保护系统
第一节 系统安全
一、系统设计中的系统安全
二、风力发电机组运行中的系统安全
三、控制系统的安全保护措施
四、控制系统安装和维护的技术要求
第二节 风力发电机组安全保护系统
一、机组控制运行安全保护系统
二、电气接地保护系统
三、微控制器抗干扰保护系统
四、多重保护安全系统
第十章 塔架与基础
第一节 塔架
一、塔架的结构与类型
二、塔架的受力
三、塔架设计需要注意的因素
第二节 基础
一、基础的结构与类型
二、风力发电机组基础设计的前期准备工作及有关注意事项
三、风力发电机组对基础的要求及基础的受力状况
附录 某风电场检修规程
参考文献
前言/序言
风能是一种可再生的自然能源，是太阳能的一种转化形式。太阳的辐射造成地球表面受热不均匀，引起大气层中压力分布不均匀，从而使空气沿水平方向运动，空气流动形成风能。据估计，地球上的风能理论蕴藏量约为2.74×109MW，可开发利用的风能为2×107MW，是地球水能的10倍，只要利用地球上1％的风能就能满足全球能源的需要。风能是人类利用历史最悠久的能源和动力之一。在风力发电之前，风能主要用于风帆助航、风车提水、风力磨坊等。1745年荷兰人Edmund Lee发明了旋转机头，获得了专利，并成功地应用于荷兰风力磨坊；1887年冬，美国人布拉什（Brush）安装了第一台自动运行的风力发电机组；1891年丹麦的PLCour教授设计建造了世界上第一座风力发电试验站。这些人可以说是风力发电领域的先驱，也正是这些人开创了风力发电的新纪元。
风力发电历经创始期、徘徊发展期和迅猛发展期，如今，风力发电领域正随着航空、航天技术和空气动力学的发展以及计算机、复合材料的使用飞速发展，风力机结构日趋完善，可靠性不断提高，技术不断创新。
风力发电是目前世界上增长速度最快的能源。近几年风电装机容量每年持续增长20％以上。目前，全球约有50多个国家加入了风力发电的行列。我国风力发电在20世纪80年代开始发展，初期大多是独立运行的百瓦级风电机组，安装在边远、孤立的无电地区供农牧民使用。近年来，随着大型并网风力发电机组的引入和开发，在风资源丰富地区开始出现由多台风电机组组成的风电场并入地区电网供电，并以难以想象的速度发展。
尽管我国近几年风力发电每年都大幅增长，但装备制造水平与装机总容量和发达国家相比还有较大差距，我国风力发电装机容量仅占全国电力装机的很小的一部分。风力发电发展潜力十分巨大。
正是在这种风力发电大发展的时代背景下，我们编写了本教材，希望对我国的风力发电人才培养乃至风力发电领域的广大工程技术人员有所帮助。
本书分为十章。其中第一、二、四、七、八、九章由马宏革、王亚非、陈淑英编写；第五、六章由李一默、周彦云、周建刚编写；第三、十章由张伟、巩真、王海静、赵继龙编写。书中的部分插图由周彦云绘制。
本书在编写过程中得到了包头轻工职业技术学院能源工程学院许多老师的大力支持和帮助，在此深表谢意！本书参阅了大量的文献、网上资料等相关资料，在此对其作者一并表示衷心的谢意！
由于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2012年8月
用户评价
作为一名对科技发展趋势保持高度关注的读者，新能源领域，特别是风力发电，一直是我关注的焦点。当得知有《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》这本书出版时，我毫不犹豫地购入。这本书以其清晰的结构和深入浅出的讲解，让我对风电设备有了前所未有的认识。我最欣赏的一点是，书中不仅仅是机械地介绍风电设备的各个部件，而是将这些部件置于整个风能利用的宏观框架下进行阐释。例如，在介绍叶片设计时，作者会详细讲解空气动力学原理，以及不同翼型对风能捕获效率的影响。这让我明白，一片小小的叶片背后，蕴含着如此复杂的科学计算和工程优化。书中还对风力发电机组的传动系统进行了详尽的描述，包括齿轮箱的设计、润滑以及维护等方面。这让我了解到，将风能转化为电能，需要一系列精密的机械部件协同工作。我特别喜欢书中关于风力发电机组运行过程中所遇到的各种挑战，例如阵风、振动以及疲劳等，并探讨了相应的解决方案。这让我对风力发电技术的成熟度和可靠性有了更深的认识。这本书不仅让我增长了知识，更让我对风力发电这一绿色能源的未来充满了信心。
评分作为一名对可持续能源充满热情的普通读者，我一直觉得风力发电是一个既环保又具有发展前景的领域。在众多关于新能源的书籍中，《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》以其清晰的定位和扎实的专业内容吸引了我。这本书的结构设计非常合理，它从最基础的风能概念开始，逐步过渡到风力发电机的各个组成部分，然后详细阐述了它们的原理、设计和运行。让我印象深刻的是，书中对风力发电机组的材料选择进行了详细的介绍。例如，叶片通常采用玻璃纤维或碳纤维复合材料，其强度、韧性和抗疲劳性对发电效率和设备寿命至关重要。书中还分析了不同材料的优缺点，以及它们在不同工况下的适用性。这让我第一次了解到，制造一台风力发电机需要如此精细的材料选择和科学的组合。此外，书中对风力发电机的维护和故障诊断也给予了足够的重视。它不仅介绍了常见的故障类型，还提供了相应的检查和维修方法，这对于保证风力发电场的长期稳定运行具有重要意义。我特别喜欢书中关于海上风电机组的介绍，包括其特殊的安装方式、防腐蚀措施以及应对恶劣海洋环境的设计。这些内容让我对风力发电的复杂性和挑战有了更直观的认识。
评分我是一名环境工程专业的学生，对可持续能源的发展非常关注。风力发电作为一种清洁能源，一直是我学习的重点。《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》这本书的出现，为我提供了一个全面了解风电设备的绝佳机会。我被书中对风力发电的基本原理和技术发展历程的介绍所吸引。书中详细讲解了风能的形成、风速的测量与分析，以及风力发电机的基本组成和工作方式。让我印象深刻的是，书中对风力发电机组的环境影响评估也给予了关注，例如对鸟类、蝙蝠的影响以及如何通过技术手段来减缓这些影响。这对于我这样一个环保专业的学生来说，是非常重要的信息。此外，书中对风力发电机组的维护和运行管理也进行了详细的介绍，包括设备监测、故障诊断以及定期的检修保养。这让我了解到，一台风力发电机从安装到退役，需要进行全生命周期的管理，以确保其安全、高效地运行。我特别喜欢书中对未来风力发电技术发展趋势的展望，例如更大功率的风电机组、智能化的电网管理等。这些内容让我对风力发电的未来发展充满了期待。
评分作为一名电气工程专业的学生，我对新能源领域，特别是风力发电一直抱有浓厚的兴趣。在寻找相关的专业学习资料时，《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》这本书引起了我的注意。翻开书本，我立刻被其严谨的学术风格和丰富的内容所吸引。书中对风力发电机组的电气系统部分进行了深入的探讨，包括发电机的种类、特性以及与电网的连接方式。我印象深刻的是关于不同类型发电机的比较，例如永磁直驱发电机和异步发电机，它们在效率、成本、维护等方面各有优劣，书中都进行了详细的分析。这对于我理解风力发电机的电气设计和运行至关重要。此外，书中对风力发电机组的控制系统也进行了详尽的阐述，包括变桨控制、偏航控制以及它们如何协同工作来优化发电效率和保证设备安全。这些内容与我的电气工程知识紧密结合，让我能够将课堂上学到的理论知识应用于实际的风电技术中。我尤其赞赏书中关于风力发电机组的电网接入和稳定性分析的部分。它让我们能够理解风力发电对电网的影响，以及如何通过技术手段来解决这些问题。这本书的专业深度和广度，为我深入研究风力发电技术提供了宝贵的学习资源。
评分我在一家能源咨询公司工作，日常工作中需要接触到各种新能源技术，其中风力发电是一个重要的方向。因此，我一直在寻找一本能够系统性介绍风电设备基础知识的专业教材。《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》这本书可以说完全满足了我的需求。它不仅仅是理论知识的堆砌，更重要的是将理论与实际工程应用相结合。书中对风力发电机组的结构设计部分，从塔筒、轮毂到叶片，都进行了细致的阐述。让我印象深刻的是，书中对不同塔筒类型（如钢塔、混凝土塔）的比较，以及它们在承载能力、安装便利性和成本方面的权衡。这对于我们进行风电项目选址和设备选型时具有重要的参考价值。另外，书中关于发电机和变流器部分的内容也十分详实。它不仅介绍了不同类型发电机的原理，还详细阐述了变流器在调节电压、频率以及与电网的连接方面的作用。这些内容对于我们理解风电场与电网的互动机制至关重要。我尤其欣赏书中关于风力发电机组的可靠性设计和生命周期评估的部分。它让我们能够更全面地认识到风电设备的长期效益和潜在风险，为项目的可持续发展提供科学依据。
评分一直对风力发电这个产业充满好奇，但作为一名普通读者，面对那些专业的名词和复杂的图表总是望而却步。偶然间发现了这本《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》，抱着试试看的心态入手了。我惊讶地发现，这本书并没有我想象中的那么难以理解。作者的写作风格非常亲切，仿佛在和一位老朋友聊天一样，娓娓道来。它从最基本的问题——“风是什么？”开始，然后循序渐进地介绍了风能的利用原理。让我印象深刻的是，书中对风力发电机组的能量转换过程进行了清晰的描绘。从风的动能如何转化为叶片的旋转动能，再到动能如何通过传动系统和发电机转化为电能，每一个环节都讲解得非常透彻。而且，书中穿插了大量生动的图片和图示，让我能够更直观地理解这些抽象的物理过程。我特别喜欢关于叶片设计的章节，它不像我之前想象的只是简单的“桨叶”，而是涉及到了空气动力学、材料学等多方面的知识。书中对不同叶型、叶片角度的讲解，让我明白了为什么风力发电机叶片会有如此独特的设计。总的来说，这本书以一种非常平易近人的方式，为我打开了风电设备的世界，让我对这个充满未来感的领域有了初步而深刻的认识。
评分我在一家风电场从事技术支持工作，日常工作中需要接触大量的风电设备。因此，我一直在寻找一本能够系统性地梳理风电设备关键技术和发展脉络的专业书籍。《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》这本书，可以说是我工作中的一本得力助手。它不仅仅是理论知识的罗列，更重要的是它能帮助我将日常工作中遇到的各种问题，与背后的科学原理和技术细节联系起来。书中对风力发电机组的结构设计和材料科学部分，都给予了非常详实的介绍。我印象最深刻的是，书中对叶片材料的耐久性和抗疲劳性的分析，这直接关系到风电场的运行成本和发电效率。我经常会参考书中关于不同材料在各种环境条件下的性能表现，来判断设备的可靠性。此外，书中对风力发电机组的运行监控和故障诊断部分，也提供了非常实用的指导。它不仅介绍了常见的故障模式，还提供了相应的分析方法和处理建议，这对于我日常的故障排查非常有帮助。我尤其赞赏书中关于风力发电机组的标准化和认证体系的介绍。它让我们能够理解，风电设备的质量和安全性是如何得到保障的，这对于我们选择供应商和制定维护计划至关重要。
评分终于拿到这本《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》了，我一直对风力发电这个领域充满好奇，但又觉得它离我们普通人有点远，尤其是那些复杂的设备，总感觉像天书一样。拿到书的那一刻，我迫不及待地翻开。首先映入眼帘的是清晰的排版和大量精美的插图，这对于我这样偏向视觉学习的读者来说简直是福音。书中的第一部分，我感觉像是给我打下了一个坚实的基础。它没有一开始就抛出那些晦涩难懂的专业术语，而是从风能的起源、风的形成原因、风速的测量和统计等非常基础的概念讲起。我印象最深的是关于风速分布的部分，书中用很生动形象的图表展示了不同地区的风能资源差异，让我第一次直观地理解了为什么有些地方适合建风电场，而有些地方则不行。接着，作者又详细介绍了风力发电机组的组成部分，包括叶片、轮毂、传动系统、发电机、控制系统等等。让我惊讶的是，原来一片小小的叶片背后蕴含着如此多的空气动力学原理和材料科学知识。书中的讲解深入浅出，即使是涉及到一些技术性的内容，也通过大量的类比和图示来帮助理解，比如在解释叶片截面形状对升力的影响时，作者用了飞机翅膀的例子，一下子就豁然开朗。我特别喜欢书中关于不同类型风力发电机的介绍，特别是陆上风机和海上风机的区别，以及它们各自的优缺点。通过这本书，我感觉自己好像拥有了一双透视的眼睛，能够看到那些矗立在远方的风机背后隐藏的智慧和技术。
评分我是一名机械工程专业的学生，对新能源技术一直很感兴趣，尤其关注风力发电领域。在寻找相关专业教材时，《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》引起了我的注意。拿到这本书后，我最大的感受就是其内容的系统性和专业性。它不仅仅是简单介绍风电设备的组成，而是从宏观的风能利用原理出发，逐步深入到具体的设备设计和运行。书中关于风力发电机的气动设计原理部分，让我对叶片的设计有了更深的理解。作者详细讲解了翼型理论、攻角、升阻比等概念，并结合实际的叶片形状，分析了不同设计对发电效率的影响。这对于我理解风力发电机的性能至关重要。另外，书中对风力发电机组的传动系统进行了深入的剖析，包括齿轮箱的设计、轴承的选择、联轴器的应用等方面。这些内容与我的机械工程专业知识紧密结合，让我能够将课堂上学到的理论知识应用到风电领域。特别让我受益的是关于风力发电机组的控制策略部分。书中详细介绍了变桨控制、偏航控制等核心技术，以及它们在保证发电机组稳定运行和最大化发电效率方面的作用。这些内容让我认识到，风力发电不仅仅是简单的风力驱动，更是复杂的工程控制系统的体现。这本书的专业深度足以满足我对风电设备基础知识的渴求，并且为我未来深入研究风电技术奠定了坚实的基础。
评分这本书绝对是为风电领域的初学者量身打造的“启蒙手册”。我是一名非科班出身的能源爱好者，一直想系统地了解风电技术，但市面上很多教材要么过于理论化，要么过于工程化，很难找到一个平衡点。而这本《新能源系列·风能专业规划教材：风电设备基础》恰恰弥补了这一空白。它从最基础的概念入手，循序渐进地引导读者进入风电设备的世界。让我惊喜的是，书中对风能资源评估的介绍。我之前只知道有风力发电，但从未想过如何去评估一个地方的风能潜力。书中详细讲解了风速仪的使用、风数据采集与处理的方法，以及如何利用统计学工具来预测风能发电量。这些内容对我来说非常实用，让我对风电项目的选址和可行性研究有了初步的认识。此外，书中对风力发电机组的机械结构也进行了详尽的阐述。我印象深刻的是关于齿轮箱的讲解，它涉及到的材料、强度计算、润滑和故障诊断等内容，虽然有些专业，但作者通过图文并茂的方式，将复杂的机械原理变得易于理解。我尤其赞赏书中对不同风力发电机组类型的分类和比较，例如直驱式和齿轮箱式，以及它们在效率、维护和成本方面的权衡。这让我能够根据不同的应用场景，对不同类型的风电设备有一个更清晰的认识。总的来说，这本书在理论和实践之间找到了一个绝佳的平衡点，为我打开了通往风电技术殿堂的大门。
评分风力发电是目前世界上增长速度最快的能源。近几年风电装机容量每年持续增长20％以上。目前，全球约有50多个国家加入了风力发电的行列。我国风力发电在20世纪80年发展，初期大多是独立运行的百瓦级风电机组，安装在边远、孤立的无电地区供农牧民使用。近年来，随着大型并网风力发电机组的引入和开发，在风资源丰富地区开始出现由多台风电机组组成的风电场并入地区电网供电一、二、四、七、八、九章由马宏革、王亚非、陈淑英编写；第五、六章由李一默、周彦云、周建刚编写；第三、十章由张伟、巩真、王海静、赵继龙编写。书中的部分插图由周彦云绘制。
评分本书分为十章。其中第徘徊发展期和迅猛发展期，如今，风力发电领域正随着航空、航天技术和空气动力学的发展以及计算机、复合材料的使用飞速发展，风力机结构日趋完善，可靠性不断提高，技术不断创新。
评分风力发电是目前世界上增长速度最快的能源。近几年风电装机容量每年持续增长20％以上。目前，全球约有50多个国家加入了风力发电的行列。我国风力发电在20世纪80年始发展，初期大多是独立运行的百瓦级风电机组，安装在边远、孤立的无电地区供农牧民使用。近年来，随着大型并网风力发电机组的引入和开发，在风资源丰富地区开始出现由多台风电机组组成的风电场并入地区电网供电，并以难以想象的速度发展。
评分风力发电是目前世界上增长速度最快的能源。近几年风电装机容量每年持续增长20％以上。目前，全球约有50多个国家加入了风力发电的行列。我国风力发电在20世纪80年发展，初期大多是独立运行的百瓦级风电机组，安装在边远、孤立的无电地区供农牧民使用。近年来，随着大型并网风力发电机组的引入和开发，在风资源丰富地区开始出现由多台风电机组组成的风电场并入地区电网供电一、二、四、七、八、九章由马宏革、王亚非、陈淑英编写；第五、六章由李一默、周彦云、周建刚编写；第三、十章由张伟、巩真、王海静、赵继龙编写。书中的部分插图由周彦云绘制。
评分正是在这种风力发电大发展的时代背景下，我们编写了本教材，希望对我国的风力发电人才培养乃至风力发电领域的广大工程技术人员有所帮助。
评分还可以了的还可以了的
评分风力发电是目前世界上增长速度最快的能源。近几年风电装机容量每年持续增长20％以上。目前，全球约有50多个国家加入了风力发电的行列。我国风力发电在20世纪80年发展，初期大多是独立运行的百瓦级风电机组，安装在边远、孤立的无电地区供农牧民使用。近年来，随着大型并网风力发电机组的引入和开发，在风资源丰富地区开始出现由多台风电机组组成的风电场并入地区电网供电一、二、四、七、八、九章由马宏革、王亚非、陈淑英编写；第五、六章由李一默、周彦云、周建刚编写；第三、十章由张伟、巩真、王海静、赵继龙编写。书中的部分插图由周彦云绘制。
评分[BJTJ]，阅读了一下，写得很好，[NRJJ]，[QY]，[SZ]。
评分风力发电历经创始期、徘徊发展期和迅猛发展期，如今，风力发电领域正随着航空、航天技术和空气动力学的发展以及计算机、复合材料的使用飞速发展，风力机结构日趋完善，可靠性不断提高，技术不断创新。
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