風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用（第4版）內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書主要介紹了大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理及其應(yīng)用的基本知識(shí)。全書共分為10章，包括緒論，風(fēng)力機(jī)，發(fā)電系統(tǒng)，主傳動(dòng)與制動(dòng)，變槳距、偏航與輔助系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，支撐體系，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)。

本書的定位是職業(yè)教育，用于對(duì)從事風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造和使用的人員進(jìn)行培訓(xùn)，也可以作為大專院校相關(guān)專業(yè)的教材或教學(xué)參考資料，同時(shí)適合作為風(fēng)電場(chǎng)和風(fēng)電企業(yè)管理人員、技術(shù)人員以及廣大風(fēng)電愛好者的自學(xué)讀物。

前言

主要物理量符號(hào)表

第一章緒論

第一節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組概述

一、總體結(jié)構(gòu)

二、基本參數(shù)

三、分類

第二節(jié)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

一、工作原理

二、典型機(jī)型

第二章風(fēng)力機(jī)

第一節(jié)基本概念

一、風(fēng)的動(dòng)能

二、不可壓縮流體

三、流體黏性

四、層流與湍流

五、伯努利方程

六、邊界層

七、阻力

八、升力

九、風(fēng)廓線

第二節(jié)葉片與輪轂

一、葉片的外部特征

二、翼型

三、葉片常用材料

四、葉片斷面結(jié)構(gòu)

五、輪轂

六、葉片與輪轂的連接

第三節(jié)風(fēng)輪

一、風(fēng)輪的幾何定義和參數(shù)

二、貝茨極限

第四節(jié)風(fēng)輪的空氣動(dòng)力特性

一、作用在葉素上的力

二、旋轉(zhuǎn)尾流

三、葉素動(dòng)量定理

第五節(jié)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行及控制

一、風(fēng)力機(jī)的調(diào)節(jié)特性

二、風(fēng)力機(jī)的實(shí)際風(fēng)能利用系數(shù)

三、葉片數(shù)的影響

四、風(fēng)力機(jī)的控制目標(biāo)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用第4版目錄第三章發(fā)電系統(tǒng)

第一節(jié)變壓器

一、變壓器的工作原理

二、變壓器的分類及結(jié)構(gòu)

第二節(jié)變流器

一、電力電子器件

二、ACDC變換電路

三、DCDC變換電路

四、DCAC變換電路

五、正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)

第三節(jié)發(fā)電機(jī)概述

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)分類

二、發(fā)電機(jī)基本參數(shù)

第四節(jié)基于感應(yīng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)

一、感應(yīng)發(fā)電機(jī)

二、并網(wǎng)方式

三、并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的無功功率補(bǔ)償

第五節(jié)基于同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)

一、電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)

二、多極永磁發(fā)電機(jī)

三、同步發(fā)電系統(tǒng)變流器

四、發(fā)電系統(tǒng)保護(hù)電路

五、同步發(fā)電系統(tǒng)的軟并網(wǎng)

六、電氣柜

第六節(jié)基于雙饋發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)

一、雙饋發(fā)電機(jī)

二、雙饋發(fā)電系統(tǒng)變流器

三、撬棒（Crowbar）保護(hù)電路

四、并網(wǎng)和脫網(wǎng)

五、電氣柜

第四章主傳動(dòng)與制動(dòng)

第一節(jié)帶齒輪箱機(jī)組的主傳動(dòng)

一、幾種整體布局

二、主軸及主軸承

三、齒輪箱

四、聯(lián)軸器

第二節(jié)直驅(qū)式機(jī)組的主傳動(dòng)

一、單軸承結(jié)構(gòu)

二、雙軸承結(jié)構(gòu)

三、直驅(qū)式機(jī)組主傳動(dòng)軸承

第三節(jié)制動(dòng)

一、機(jī)械制動(dòng)

二、空氣動(dòng)力制動(dòng)

第五章變槳距、偏航與輔助系統(tǒng)

第一節(jié)變槳距系統(tǒng)

一、液壓變槳距系統(tǒng)

二、電動(dòng)變槳距系統(tǒng)

三、電液變槳距系統(tǒng)

四、變槳距系統(tǒng)的控制

第二節(jié)偏航系統(tǒng)

一、偏航系統(tǒng)的功能

二、偏航系統(tǒng)的組成和工作原理

三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

四、偏航系統(tǒng)的控制

第三節(jié)液壓系統(tǒng)

一、液壓元件

二、定槳距機(jī)組液壓系統(tǒng)

三、變槳距機(jī)組液壓系統(tǒng)

第四節(jié)潤(rùn)滑與溫控

一、潤(rùn)滑

二、溫控

第六章控制系統(tǒng)

第一節(jié)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

一、控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

二、主控系統(tǒng)硬件

三、控制系統(tǒng)的功能

第二節(jié)安全保護(hù)

一、機(jī)組運(yùn)行安全保護(hù)系統(tǒng)

二、微控制器抗干擾保護(hù)系統(tǒng)

三、安全鏈

第三節(jié)信號(hào)測(cè)量

一、需要檢測(cè)的信號(hào)

二、風(fēng)的測(cè)量

三、常用傳感器

第四節(jié)人機(jī)界面

一、運(yùn)行操作

二、狀態(tài)顯示

三、故障監(jiān)測(cè)

第五節(jié)控制系統(tǒng)的智能化

一、基本目標(biāo)

二、主要內(nèi)容

第七章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行

第一節(jié)常規(guī)運(yùn)行過程

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換

三、機(jī)組的起動(dòng)方式

第二節(jié)變槳距變速恒頻機(jī)組

一、起動(dòng)與關(guān)機(jī)

二、最佳風(fēng)能利用系數(shù)

三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行區(qū)域

四、變速恒頻運(yùn)行狀態(tài)

五、變速控制策略

六、變槳距、變速雙重控制

七、過渡區(qū)域功率控制方式

第八章支撐體系

第一節(jié)機(jī)艙殼體

一、雙饋式機(jī)組機(jī)艙殼體

二、直驅(qū)式機(jī)組機(jī)艙殼體

第二節(jié)塔架

一、塔架的分類

二、塔架結(jié)構(gòu)

三、塔架的固有頻率

四、塔架風(fēng)輪系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)

五、搬運(yùn)及安全設(shè)備

第三節(jié)基礎(chǔ)

一、厚板塊基礎(chǔ)

二、多樁基礎(chǔ)

三、混凝土單樁基礎(chǔ)

第四節(jié)接地、避雷與消防

一、電氣接地保護(hù)

二、避雷系統(tǒng)

三、消防與視頻

第九章海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

第一節(jié)海上環(huán)境

一、海上風(fēng)資源

二、海上風(fēng)電開發(fā)的制約因素

第二節(jié)基礎(chǔ)

一、固定型基礎(chǔ)

二、浮置型基礎(chǔ)

三、基礎(chǔ)方案比較

第三節(jié)防腐蝕

一、防腐蝕方法

二、主要部件防腐蝕措施

第四節(jié)防臺(tái)風(fēng)

一、臺(tái)風(fēng)的危害

二、防臺(tái)風(fēng)的方法

第五節(jié)防撞擊

一、防撞擊承臺(tái)

二、防撞擊護(hù)套

三、分離式護(hù)欄

四、防撞擊警示裝置

第六節(jié)吊裝與維護(hù)設(shè)備

一、吊裝設(shè)備與方式

二、維護(hù)設(shè)備

第十章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)

第一節(jié)維護(hù)周期及常用工具

一、維護(hù)周期

二、維修所需的常用工具

第二節(jié)風(fēng)力機(jī)的維護(hù)

一、葉片的維護(hù)

二、葉片軸承的維護(hù)

三、輪轂的維護(hù)

第三節(jié)發(fā)電系統(tǒng)的維護(hù)

一、發(fā)電機(jī)的維護(hù)及故障分析

二、變流系統(tǒng)的維護(hù)及故障處理

三、變壓器的維護(hù)

第四節(jié)主傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)

一、齒輪箱的使用及維護(hù)

二、齒輪箱常見故障及排除

三、聯(lián)軸器的維護(hù)

四、制動(dòng)機(jī)構(gòu)的維護(hù)及故障排除

第五節(jié)變槳距、偏航及輔助系統(tǒng)的維護(hù)

一、變槳距系統(tǒng)的維護(hù)

二、偏航系統(tǒng)的維護(hù)及常見故障

三、液壓系統(tǒng)的維護(hù)及常見故障

第六節(jié)控制系統(tǒng)的故障與防護(hù)

一、控制系統(tǒng)的常見故障

二、減少故障的方法

第七節(jié)支撐體系的維護(hù)

一、聯(lián)接件的維護(hù)

二、結(jié)構(gòu)件的維護(hù)

三、電纜和電纜夾塊的維護(hù)

四、塔基水平度檢測(cè)

五、塔筒標(biāo)識(shí)的維護(hù)

六、接地裝置的維護(hù)

第八節(jié)定期維護(hù)內(nèi)容

附錄中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電工術(shù)語風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

參考文獻(xiàn) 2100433B

《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用(第2版)》主要介紹了大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理及其應(yīng)用的基本知識(shí)。全書共分為9章，包括緒論、風(fēng)力機(jī)、發(fā)電系統(tǒng)、主傳動(dòng)與制動(dòng)、變槳距、偏航與輔助系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制、支撐體系和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)?！讹L(fēng)力發(fā)電機(jī)組原理與應(yīng)用(第2版)》適于作為大、專院校教材，以及對(duì)從事風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)、制造和使用的人員進(jìn)行培訓(xùn)的教學(xué)用書，也可以作為風(fēng)電愛好者的自學(xué)讀物。

第2版序

第1版前言

第一章 緒論1

第一節(jié) 風(fēng)1

一、風(fēng)的形成1

二、風(fēng)力等級(jí)6

三、風(fēng)的測(cè)量8

四、風(fēng)的數(shù)學(xué)描述11

五、風(fēng)能可利用區(qū)的劃分19

第二節(jié) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組20

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理20

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成和分類22

第三節(jié) 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的典型結(jié)構(gòu)26

一、雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組26

二、直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組27

三、中傳動(dòng)比齒輪箱型（“半直驅(qū)”）機(jī)組28

第二章 風(fēng)力機(jī)29

第一節(jié) 風(fēng)力機(jī)動(dòng)力學(xué)模型29

一、貝茲極限29

二、旋轉(zhuǎn)尾流模型32

第二節(jié) 風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)35

一、葉片的構(gòu)造35

二、定槳距葉片葉柄結(jié)構(gòu)35

三、葉片數(shù)35

四、輪轂37

第三節(jié) 葉片的空氣動(dòng)力特性39

一、葉片的基本幾何定義39

二、作用在葉片上的空氣動(dòng)力41

第四節(jié) 風(fēng)輪的空氣動(dòng)力特性43

一、風(fēng)輪的幾何定義與參數(shù)43

二、作用在風(fēng)輪上的空氣動(dòng)力43

第三章 發(fā)電系統(tǒng)47

第一節(jié) 發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成47

一、發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)47

二、變壓器47

三、開關(guān)電器49

四、繼電器52

五、母線與電纜53

第二節(jié) 變流器55

一、電力電子器件55

二、AC-DC變換電路61

三、DC-DC變換電路66

四、DC-AC變換電路67

五、AC-AC變換電路69

六、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變流器的應(yīng)用技術(shù)71

第三節(jié) 異步發(fā)電機(jī)及其并網(wǎng)72

一、結(jié)構(gòu)72

二、工作原理73

三、并網(wǎng)方式73

四、并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的功率輸出及無功功率補(bǔ)償75

五、變速恒頻技術(shù)76

第四節(jié) 同步發(fā)電機(jī)及其并網(wǎng)77

一、結(jié)構(gòu)77

二、工作原理78

三、并網(wǎng)條件和方式79

四、轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性80

五、功率調(diào)節(jié)和補(bǔ)償80

六、變速恒頻技術(shù)82

第五節(jié) 雙饋異步發(fā)電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)82

一、結(jié)構(gòu)82

二、工作原理83

三、變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)89

四、背靠背恒壓源PWM調(diào)制電路90

五、雙饋發(fā)電機(jī)矢量控制技術(shù)91

第六節(jié) 永磁同步發(fā)電機(jī)發(fā)電系統(tǒng)99

一、結(jié)構(gòu)99

二、發(fā)電系統(tǒng)101

三、變流方案101

四、變速恒頻控制技術(shù)103

第四章 主傳動(dòng)與制動(dòng)105

第一節(jié) 主傳動(dòng)105

一、主軸及主軸承105

二、齒輪箱106

三、聯(lián)軸器114

第二節(jié) 制動(dòng)118

一、機(jī)械制動(dòng)119

二、空氣動(dòng)力制動(dòng)123

第五章 變槳距、偏航與輔助系統(tǒng)126

第一節(jié) 變槳距系統(tǒng)126

一、液壓變槳距系統(tǒng)126

二、電動(dòng)變槳距系統(tǒng)128

三、電-液變槳距系統(tǒng)131

四、變槳距系統(tǒng)的控制132

五、葉片載荷的采集135

第二節(jié) 偏航系統(tǒng)135

一、偏航系統(tǒng)的功能135

二、偏航系統(tǒng)的組成和工作原理135

三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)136

四、偏航系統(tǒng)的控制139

第三節(jié) 液壓系統(tǒng)142

一、液壓元件142

二、定槳距機(jī)組液壓系統(tǒng)154

三、變槳距機(jī)組液壓系統(tǒng)156

第四節(jié) 潤(rùn)滑與溫控158

一、潤(rùn)滑158

二、溫度控制163

第六章 控制系統(tǒng)167

第一節(jié) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能167

一、控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)167

二、主控制器168

三、控制系統(tǒng)的功能170

第二節(jié) 安全保護(hù)170

一、機(jī)組運(yùn)行安全保護(hù)系統(tǒng)171

二、微控制器抗干擾保護(hù)系統(tǒng)172

三、微控制器的自動(dòng)檢測(cè)功能172

四、安全鏈177

第三節(jié) 信號(hào)測(cè)量177

一、需要檢測(cè)的信號(hào)177

二、主要信號(hào)測(cè)量技術(shù)178

第四節(jié) 人機(jī)界面188

一、運(yùn)行操作188

二、狀態(tài)顯示189

三、故障監(jiān)測(cè)189

第七章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制193

第一節(jié) 常規(guī)運(yùn)行過程193

一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)193

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換194

三、機(jī)組的起動(dòng)196

第二節(jié) 定槳距-雙速發(fā)電機(jī)機(jī)組196

一、機(jī)組的控制特性196

二、運(yùn)行過程200

三、雙速發(fā)電機(jī)機(jī)組控制系統(tǒng)203

四、參數(shù)監(jiān)測(cè)和處理206

第三節(jié) 變槳距-優(yōu)化轉(zhuǎn)差機(jī)組210

一、機(jī)組的控制特性210

二、運(yùn)行狀態(tài)211

三、帶調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率的變槳距系統(tǒng)213

四、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流控制技術(shù)215

第四節(jié) 變速恒頻機(jī)組219

一、最佳風(fēng)能利用系數(shù)221

二、風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩-速度特性223

三、運(yùn)行狀態(tài)223

四、總體控制方式224

第八章 支撐體系228

第一節(jié) 機(jī)艙殼體228

一、機(jī)艙底盤228

二、機(jī)艙罩228

三、整流罩229

第二節(jié) 塔架229

一、塔架的分類229

二、塔架結(jié)構(gòu)231

三、塔架的固有頻率234

四、塔架-風(fēng)輪系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)235

五、搬運(yùn)及安全設(shè)備237

第三節(jié) 基礎(chǔ)238

一、陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)238

二、海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)240

第四節(jié) 接地與避雷241

一、電氣接地保護(hù)241

二、避雷系統(tǒng)243

第九章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)247

第一節(jié) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的維護(hù)概述247

一、維護(hù)周期247

二、維修所需的常用工具247

第二節(jié) 風(fēng)力機(jī)的維護(hù)247

一、葉片的維護(hù)248

二、葉片軸承的維護(hù)250

三、輪轂的維護(hù)250

第三節(jié) 發(fā)電系統(tǒng)的維護(hù)250

一、發(fā)電機(jī)的維護(hù)及故障分析250

二、變流系統(tǒng)的維護(hù)及故障處理252

三、變壓器的維護(hù)254

四、其他常用電氣部件的維修255

第四節(jié) 主傳動(dòng)與制動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)263

一、齒輪箱的使用及維護(hù)263

二、齒輪箱常見故障及排除266

三、聯(lián)軸器的維護(hù)269

四、制動(dòng)機(jī)構(gòu)的維護(hù)及故障排除270

第五節(jié) 變槳距、偏航及輔助系統(tǒng)的維護(hù)271

一、變槳距系統(tǒng)的維護(hù)271

二、偏航系統(tǒng)的維護(hù)及常見故障273

三、液壓系統(tǒng)的維護(hù)及常見故障275

第六節(jié) 控制系統(tǒng)的故障與防護(hù)277

一、控制系統(tǒng)的常見故障277

二、減少故障的方法279

第七節(jié) 支撐體系的維護(hù)280

一、聯(lián)接件的維護(hù)280

二、結(jié)構(gòu)件的維護(hù)280

三、電纜和電纜夾塊的維護(hù)280

四、塔基水平度檢測(cè)280

五、塔筒標(biāo)識(shí)的維護(hù)281

六、接地裝置的維護(hù)281

附錄中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電工術(shù)語風(fēng)力發(fā)電機(jī)組283

參考文獻(xiàn)292

• 配套教材

《單片機(jī)原理及應(yīng)用（第4版）》配套有《單片機(jī)原理及應(yīng)用（第4版）習(xí)題解答、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)》電子書，電子書的主要內(nèi)容為與主教材配套的各章習(xí)題與解答，用于考試的16套試題及其參考答案，以及22個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)題目和87個(gè)課程設(shè)計(jì)題目。

• 課程資源

《單片機(jī)原理及應(yīng)用（第4版）》的數(shù)字課程資源包括與全書配套的電子教案（PPT文件）、Proteus 總體功能介紹、Proteus ISIS演示視頻文件和25個(gè)案例運(yùn)行文件。此外，讀者也可以登錄中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)站或愛課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)由哈爾濱工業(yè)大學(xué)開設(shè)的“單片機(jī)原理及應(yīng)用”MOOC。