风力发电的基本原理：解答：风轮在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，在将风轮的转轴与发电机的转轴相连，让发电机在风轮轴的带动
下旋转下发电，即风能—机械能—电能的转换过程。二、风力发电机的分类及其优缺点：三、水平轴风力发电机组结构组成：解答：1.风轮（轮毂
、变桨，导流罩）；2.机舱（主轴系统、增速箱、发电机、偏航、刹车、散热排风、机舱罩、风速风向仪）；3.塔架。四、风轮的几何参数：解
答：叶片数、风轮直径、扫掠面积、风轮高度、风轮锥角、风轮仰角，额定转速、最高转速、风轮实度。什么叫做风轮实度？风轮实度大小与风能利
用系数的关系?现代水平轴风力发电组为什么采用三叶片叶轮？解答：1、风轮实度:风力机叶片(在风向投影)的总面积与风通过风轮的面积(风
轮扫掠面积)之比称为实度(实度比、容积比)，是风力机的一个参考数据。关系:实度高的风轮不一定能提高风轮利用率。六、贝茨极限推导：解
答：设风轮前方的风速为V1，V是实际通过风轮的风速，V2是叶片扫掠后的风速，通过风轮叶片前风速面积为S1，叶片扫掠面的风速面积为S
及扫掠后风速面积为S2。风吹到叶片上所做的功等于将风的动能转化为叶片转动的机械能，则必有V1>V2,?S2>S1。假设空气是不可压
缩的，于是由连续条件可得:S1V1=S2V2=SV----公式1风作用在叶片上的力由欧拉定理求得:
-----公式2-空气当时密度，kg/m3?;叶片扫掠面的风速面积，m2?;V-实际通过风轮的风速，m/s2?;V
1-风轮前方的风速，m/s2?;V2-风轮后方的风速，m/s2?;故风轮吸收的功率为:
-----公式3从上游至下游动能的变化为：-----公式4由于从上游至下游空气质量不变，故：-----公式5所以有：由于风轮
吸收的功率是由动能转换而来的，所以:-----公式6即:得到：-----公式7将公式7代入公式2和公式3中可
得到：-----公式8-----公式9凤速V1是在风轮前方，可测得并给定，可写出P与V2的函数关系式，并对P微分求最大值得
：-----公式10令：时有两个解：（1）V2=V1，没有物理意义；（2）V2=V1/3。将V2=V1/3代入公式9得到最大功
率为：-----公式11将上式除以气流通过扫掠面S时风所具有的动能，可推得风力机的理论最大效率(称理论风能利用系数)为：即为贝
茨理论极限值。七、翼型结构解答：通常翼型几何外形由下列参数决定：翼型前缘A:翼型的前部A为圆头；翼型后缘B:翼型的尾部B为尖型；翼
型弦线C:翼型前缘与后缘的连线称为翼型弦线弦线长度就是翼型的弦长C，弦长C是翼型的特征尺寸;中弧线:翼型内切圆圆心的连线称为翼型的
中强线，对称的翼型中强线与翼弦重合。试写出平面翼型的开力系数，阻力系数，力矩系数和风能利用系数表达式解答：九、叶片设计要求解答：
1、空气动力学要求：(1)额定风速依发电机等级确定(2)弦长和扭角采用曲线设计，获得最大气动效率(3)提供所有翼型外形尺寸数据(4
)要明确功率适用范围，对于变桨距叶片，尽可能拓宽风速范围，且明确变桨范围2、结构设计要求：(1)具有足够的刚度和强度重量
刚度(2)安全系数大于等于1.15重心位置固有频率(不同方向)(3)使用寿命不少于20年转动惯量应给出与轮毂连接的详细接口
尺寸十、决定轮教结构的有哪些因素十一、变桨原理和变桨方式解答：变桨原理:当风速发生变化时，通过变桨驱动电机带动变桨轴承转动从而改变
叶片对风向地迎角。使叶片保持最佳的迎风状态，由此控制叶片的开力，以达到控制作用在叶片上的担矩和功率的目的。十二、偏航原理和偏航方式
十三、试阐述齿轮箱在作用以及齿轮箱在风力发电机组中的应用十四、试阐述齿轮箱故障的常见形式和齿面损伤的形式及原因解答：1、齿轮箱故障
的常见形式:齿轮损伤、轴承损坏、润滑油油位过低、润滑油压力低、齿轮箱温度过高齿面损伤的形式及原因：齿面疲劳（过大交变应力作用下，
齿面出现裂纹，最终导致断齿失效）；胶合（啮合处润滑膜破坏，啮合处齿面金属脱落引起）；轮齿折断（过载折断，疲劳折断，随机折断）。 |
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