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标题: 为什么常见的风机只有3个叶片？ [打印本页]
作者: twq19810302    时间: 2022-12-21 14:16
标题: 为什么常见的风机只有3个叶片？
本帖最后由 twq19810302 于 2022-12-21 14:19 编辑 ' J: c2 d& R3 y* f: K

3 q9 l7 X: d( l3 S6 `0 v" J无论是我们对荷兰大风车的印象，还是根据中国的史料记载，利用风能的风车可以是4个叶片、6个叶片甚至更多，为什么现代利用风力发电的风机基本上都只有3个叶片呢？, {  I& i. H$ |7 A) ^3 }

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广东粤电平远泗水40兆瓦风电场项目
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来来来，一起探讨其中的奥秘吧
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我们知道设计制造和运行风力发电机组，其目的是在同等风资源条件下，以最小的投资获取最大的收益，说白了就是要尽可能降低风机的成本、最大限度提高发电量。
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悠悠风机点缀着粤电湛江丰收公司农业光伏综合光伏项目% _, L4 Z9 g# \2 P2 K6 I/ u8 R
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首先，从发电功率的角度进行分析：
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8 I4 K8 [( F/ Q; \' C3 {, K' zP（机械功率）=T（转矩）×n（转速）/9.55
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也就是说机械功率与两个参数有关，一个是风轮的转矩，另外一个是风轮的转速。2 U$ Y* l3 e' W! n# l: W
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（注：风轮的转矩，是机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故又称为“扭矩”。简单的说，就是转动风轮所需要的力量的大小。）! K; c) R; f+ A% E: w" ^
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在设计功率确定的情况下，风轮转矩越高，则风轮转速就越低；风轮转矩越低，则风轮转速越高。0 {- R  x( m8 c  |: }! C$ h

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那我们是选择高转矩还是低转矩比较好？‍& }9 {& C/ I$ D5 y9 @! C, d2 p1 U" N
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在设计功率确定的情况下，获取同样的机械功率，转速越高，叶尖速比就越大，转矩就越低，制造成本就越低。* }1 g2 B+ l& J) m
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风机结构图

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因此我们要尽可能降低转矩、提高叶尖速比，取得更大的风能利用系数，获取更大的发电量。: o# ~9 V5 ]) D+ u
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转矩是随着叶片数量的增加而增加。在实际应用中，3个叶片与4个叶片或更多叶片相比，3个叶片的转矩是最低的。叶片越少，转速越高，叶尖速比就越高。
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那2个叶片的风机# e5 |/ f  [: z5 |. a, t0 @9 {

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不是转速越高、叶尖速比越高？4 d- d# i( |* M7 {

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2个叶片的风机

. Z. Y0 c; h: `) O$ O$ A, z6 \) X当然。但我们需要考虑的是：虽然使用2个叶片可以获取最大的叶尖速比，但是发电效率却下降了，因为使用2个叶片的转矩较低，而在低风速下，较低的转矩达不到发电的转速，就没有功率输出。
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其次，叶片越少，额定转速越高，转速高到一定程度，叶尖的圆周线速度很大，引起风阻也大，阻力矩限制了发电功率和转速的进一步提高。

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另外，2个叶片的风机又由于叶片间空隙大，所以捕风效率不如3个叶片的风机。为了提高捕风效率，2个叶片风机的转子转速通常比3个叶片高，也会使风机噪音增大、视觉影响放大。

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中航象州百丈50兆瓦风电项目
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所以，叶片太少也不好。
那4个叶片甚至更多叶片的风机呢？6 i0 r# e% z/ c, {: M

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3个叶片便于风机保持平衡，当叶片数目过多，风机平衡起来较困难，而且造价高。多叶风机由于阻力较大，会产生干扰叶片旋转的不利因素，降低能量的转化率。* [% i# [' {& M, w
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所以，使用3个叶片的风机可以获得最佳叶尖速比，进而实现最大限度的能量获取，实现最大发电效率，同时具有好平衡、低成本的优点，经过长时间的验证，3个叶片的风机便成了如今最普遍的风机形式。
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, Z4 l% q" r7 @So，我们的答案就是：
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6 Q% }( [% B" f! q* \4 R2 {6 U% ]  V风力发电机组采用3个叶片的形式，实现了机械稳定性、发电效率、制造和安装可行性以及成本和收益的最佳平衡，为实际运用最佳实施方案。2 q# s/ {" _6 ^  _7 U
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作者: 平凡yjr    时间: 2022-12-21 14:55
作者: shentu    时间: 2022-12-21 15:35
三片式属于格局（功率）小了。
作者: 西斜    时间: 2022-12-22 09:17
一片吧不平衡，两片正好就是振动不好，三片平衡和振动综合还行；再多点呢，再多成本就高了；这个我瞎说的
作者: 702736    时间: 2022-12-22 10:40
一片不平衡，2片高速好，低速3片就够了



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