風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架與基礎(chǔ)詳細(xì)內(nèi)容介紹

　　1．塔架
　　1.1. 概述
　　塔架和基礎(chǔ)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要承載部件。其重要性隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的容量增加，高度增加，愈來(lái)愈明顯。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中塔架的重量占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總重的1/2左右，其成本占風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造成本的15％左右，由此可見(jiàn)塔架在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造中的重要性。
　　由于近年來(lái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量已達(dá)到5MW，風(fēng)輪直徑達(dá)126米，塔架高度達(dá)100米。在德國(guó)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔架設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)建筑部門的批準(zhǔn)和安全證明。
　　1.2. 塔架的結(jié)構(gòu)與類型
　　塔架主要分為桁架型和圓筒型。
　　桁架型的塔架如圖16示。桁架型塔架在早期風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中大量使用，其主要優(yōu)點(diǎn)為制造簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)輸方便，但其主要缺點(diǎn)為不美觀，通向塔頂?shù)纳舷绿葑硬缓冒才?，上下時(shí)安全性差。

圖16 桁架型的塔架

　　圓筒型塔架如圖17示。在當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中大量采用，其優(yōu)點(diǎn)是美觀大方，上下塔架安全可靠。

 
圖17  圓筒型塔架

　　以結(jié)構(gòu)材料可分為鋼結(jié)構(gòu)塔架和鋼筋混凝土塔架。
　　鋼筋混凝土塔架在早期風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中大量被應(yīng)用，如我國(guó)福建平漂55kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（1980年）、丹麥Tvid 2MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（1980年），后來(lái)由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大批量生產(chǎn)，從批量生產(chǎn)的需要而被鋼結(jié)構(gòu)塔架所取代。近年隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量的增加，塔架的體積增大，使得塔架運(yùn)輸出現(xiàn)困難，又有以鋼筋混凝土塔架取代鋼結(jié)構(gòu)塔架的苗頭。
　　1.3. 塔架的設(shè)計(jì)與計(jì)算
　　塔架的主要功能是支承風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械部件，發(fā)電系統(tǒng)（重力負(fù)荷），承受風(fēng)輪的作用力和風(fēng)作用在塔架上的力（彎矩、推力及對(duì)塔架的扭力），塔架還必須具有足夠的疲勞強(qiáng)度，能承受風(fēng)輪引起的振動(dòng)載荷，包括起動(dòng)和停機(jī)的周期性影響、突風(fēng)變化、塔影效應(yīng)等。塔架的剛度要適度，其自振頻率（彎曲及扭轉(zhuǎn)）要避開(kāi)運(yùn)行頻率（風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)頻率的3倍）的整數(shù)倍。塔架自振頻率高于運(yùn)行頻率的塔稱之為鋼塔，低于運(yùn)行頻率的塔稱之為柔塔。
　　(1). 塔架靜強(qiáng)度的載荷條件