风力发电机组的塔架与基础详细内容介绍

　　1．塔架
　　1.1. 概述
　　塔架和基础是风力发电机组的主要承载部件。其重要性随着风力发电机组的容量增加，高度增加，愈来愈明显。在风力发电机组中塔架的重量占风力发电机组总重的1/2左右，其成本占风力发电机组制造成本的15％左右，由此可见塔架在风力发电机组设计与制造中的重要性。
　　由于近年来风力发电机组容量已达到5MW，风轮直径达126米，塔架高度达100米。在德国，风力发电机组塔架设计必须经过建筑部门的批准和安全证明。
　　1.2. 塔架的结构与类型
　　塔架主要分为桁架型和圆筒型。
　　桁架型的塔架如图16示。桁架型塔架在早期风力发电机组中大量使用，其主要优点为制造简单、成本低、运输方便，但其主要缺点为不美观，通向塔顶的上下梯子不好安排，上下时安全性差。

图16 桁架型的塔架

　　圆筒型塔架如图17示。在当前风力发电机组中大量采用，其优点是美观大方，上下塔架安全可靠。

 
图17  圆筒型塔架

　　以结构材料可分为钢结构塔架和钢筋混凝土塔架。
　　钢筋混凝土塔架在早期风力发电机组中大量被应用，如我国福建平漂55kW风力发电机组（1980年）、丹麦Tvid 2MW风力发电机组（1980年），后来由于风力发电机组大批量生产，从批量生产的需要而被钢结构塔架所取代。近年随着风力发电机组容量的增加，塔架的体积增大，使得塔架运输出现困难，又有以钢筋混凝土塔架取代钢结构塔架的苗头。
　　1.3. 塔架的设计与计算
　　塔架的主要功能是支承风力发电机的机械部件，发电系统（重力负荷），承受风轮的作用力和风作用在塔架上的力（弯矩、推力及对塔架的扭力），塔架还必须具有足够的疲劳强度，能承受风轮引起的振动载荷，包括起动和停机的周期性影响、突风变化、塔影效应等。塔架的刚度要适度，其自振频率（弯曲及扭转）要避开运行频率（风轮旋转频率的3倍）的整数倍。塔架自振频率高于运行频率的塔称之为钢塔，低于运行频率的塔称之为柔塔。
　　(1). 塔架静强度的载荷条件