风力发电机组叶轮-轮毂-塔架系统设计+CAD图纸(3)
美国工程师Palmer Cosslett Putnam（1910-1986）第一次提出了并网发电的设想。他最终在在1940年制造了一个大型的风力发电机组。这个风力发电机风轮直径53.3m，两个叶片，每个叶片8t,塔架高度32.6m。在当时的条件下，因为材料强度未能满足要求，这个风力发电机仅仅运行了4年，叶片就折断。这个事故也促使科学家在轻质材料方面和叶片结构优化进行深入的研究。
德国人Ulrich Huetter(1910-1989)一生致力于风力发电机组结构优化研究，在1942年提出了“叶素动量理论”，1957年制造出容量100KW的风力发电机W-34型，这个风力发电机风轮直径34m,两叶片，叶片采取了优化的细长结构。这两台风力发电机的许多实验数据和设计思想对后来的现代的大型风力发电机设计产生了重要影响。
在上述的半个多世纪中，全球人们对风力发电技术进行了不停地研究，但是因为可以廉价的使用化石能源，所以对风力发电技术的投入远远不够。1973年全球发生了石油危机，引起了各国政府对风力发电的重视，通过政府项目资助和优惠促使了风力发电技术的发展与应用研究，人们获得了许多工程实践经验和科学知识，并建造了一系列试验风力发电机组。1980年，美国建造并试验了大型的水平轴3MW风力发电机组，这个风力发电机通过液压驱动的方式进行偏航对风，在运行过程中整个机舱一直处于迎风方向。加拿大、英国、德国等国在同时期先后进行了兆瓦级风力发电机的研究，但是，在一段时间里，叶片的最佳数目一直不确定，所以在当时三种大型的风力发电机一直都是同时存在。
进入20世纪90年代，气候变化和环境污染开始引发了人类的思考，风能作为一种可再生的清洁能源，受到了全球各国的关注。特别在欧洲，风力发电开始商业化并网运行。
大型风力发电机一般处于无人看守的野外，运行的过程中要承受恶劣天气的影响，示范的样机经常出现各种问题，机组的可靠性也比较低。 所以，对于首先投入运行的风机，选择了容量较小、失速调速、三叶片、恒速运行、交流感应发电机的风力发电机，这样简单的结构风机被证明很成功。目前，商业运行的风力发电机的容量已经达到了20世纪80年代机组的规模，风机实现了变速方式、变桨距调节运行，机组的效率因此得到了很大的提高，出现了更先进的直驱式和双馈式风力发电机，同时，风力发电机从陆地走向沿海地区[9]。
在上个世纪80年代，根据当时牧区需要，从仿制国外到自行研究，设计了30W-2KW的多种小型风电机组。通过不断的学习国外的研发和制造技术，我国55KW以下的小型风力发电机逐渐形成系列化产品，解决了边远用户的用电。自从20世纪80年代，我国加大在大型并网风力发电机上的研究，在1984年的时候，成功发明出来了200kW的风机组[27]。风力发电技术从那时开始飞速发展，风力发电厂也大规模的被兴建。但是化石能源还是主要能源，风能的利用率还是很低，风能还不是主要能源，随着政府对风力发电技术的重视，我相信风力发电必将成为我国主要电力来源之一。
1.2本课题研究的意义和主要内容
1.2.1课题研究的意义
数据显示在21世纪第一个10年，世界上新增的风力发电机的容量年增长率超过20％，根据2009年统计，到2009年底，世界联网装机为162.23GW,欧洲占到55.8％，新增风力发电机组容量37.50GW，增长率达到了30％。与此同时风力发电电价逐渐降低。表1-1列出了世界风能装机容量。
世界风电装机容量
相比较其他国家而言，这10年我国的风机容量增长更是迅速，特别是2008~2010连续三年增长速度超过100％,2010底，我国的风机容量已经达到4182万KW。在21世前10年，我国风机增长情况如图1-2所示。