如何简化载荷？

根据对主动偏航、近似恒定转速的典型失速型风力机的系统测量和经验，建立了一种简化的计算风力机载荷的方法。这种方法对于风轮直径在5～25m、风轮速度在35～50m/s的风力机的初步设计是非常有用的。

这种方法基于下列3个载荷参数：

1）静态水平气动流载荷F₀=300A，其中F₀的单位是N，A=πR²是风轮的扫掠面积，R为风轮半径，单位是m。

2）驱动转矩M_e，nom=P_nom/（2πn_rη），其中P_nom为风力机的额定功率，n_r表示风轮频率，η为额定效率，通常η≤0.9。

3）风轮重量mg，其中m为风轮质量，g为重力加速度。

风轮载荷用这3个量来表示，归纳见表4-5。力矩基于假设气流载荷F₀的偏心率为e=R/6。

表4-5 利用简化法计算风轮载荷(www.xing528.com)

对于叶片载荷计算，假设气流载荷在N_V只叶片间均匀分布，这样在一只叶片上挥舞方向的气流载荷就变为

P_V=F₀/N_V

此载荷由沿叶片挥舞方向的线载荷合成得到。线载荷假定呈三角形分布，最大值发生在叶尖。

为了计算风轮平面上的叶片载荷，也就是各只叶片摆动方向上的载荷，需要考虑重力载荷。为了计算对机械结构和塔架的影响，需要对表4-5中给出的动载荷幅值进行33%的折减。对于主轴设计，假定转矩为机械制动时转矩M_Y的两倍。

这里给出的设计载荷与丹麦标准是一致的，因此设计时需要对照按丹麦标准计算出的设计承载能力进行检查。