Lastberäkning enligt förenklade ekvationer i IEC 61400-2 Ed. 3 för Piggott-vindkraftverk 1200 mm, SWT class IV (preliminär)
Mathcad-beräkning av Sven Ruin 2020-04-27. Denna fil är "public domain" enligt CC0. Observera att tillämpning av beräkningen sker helt på egen risk, speciellt eftersom den är preliminär. Beräkningen gäller mekaniska laster på ett litet vindkraftverk med 1200 mm rotordiameter enligt "A Wind Turbine Recipe Book" av Hugh Piggott, 2013. I detta fall gäller tornets data för ett hypotetiskt torn med bara 3 m höjd. Ett verkligt torn är normalt mycket högre. Tänk också på att dessa laster dessutom ska användas med partialkoefficienter ("partial safety factors") enligt IEC-standarden. Inte alla lastfall är beräknade utan de som i detta fall bedöms vara viktigast. Vissa indata är osäkra, t.ex. max varvtal. Om du har närmare upplysningar om indata eller andra synpunkter är du välkommen att höra av dig till sven.ruin@teroc.se
Indata 
Årsmedelvindhastighet i navhöjd [m/s]:

Referensvindhastighet i navhöjd [m/s]:

Tyngdacceleration [m/s2]:

Luftdensitet [kg/m3]:

Konstruktionsvarvtal vid årsmedelvindhast. "design rot. speed" [rpm]:

Max girhastighet [rad/s]:

Max varvtal [rpm]:

Konstruktionsuteffekt vid årsmedelvindhast. "design power" [W]:

Turbinrotorns radie [m]:

Antal blad:

Radie för bladens tyngdpunkt [m]:

Bladets massa [kg]:

Bladets masströghetsmoment kring bladrotens flapaxel [kgm2]:

Bladets projicerade yta [m2]:

Bladets maximala lyftkoefficient:

Bladets luftmotståndskoefficient:

Axialkraftskoefficient:

Maskinhusets projicerade yta framifrån [m2]:

Kraftkoefficient för maskinhus framifrån:

Kraftkoefficient för torn:

Avstånd mellan turbinrotorns centrum och giraxel [m]:

Drivlineverkningsgrad:

Navhöjd [m]:

Tornhöjd [m]:

Tornets toppdiameter [m]:

Tornets basdiameter [m]:

Beräknade storheter
Konstruktionsvarvtal omräknat till radianer per s:

Max varvtal omräknat till radianer per s:

Konstruktionsvindhastighet "design wind speed" [m/s]:

Konstruktionslöptal "design tip speed ratio":

Konstruktionsvridmoment "design shaft torque" [Nm]:

50-års extrem vindhastighet i navhöjd [m/s]:

Lastfall A: utmattning vid normaldrift
Bladrot
Lastväxling för kraft i bladets riktning "force on the blade in the spanwise direction" [N]:

Lastväxling för bladrotsmoment "blade root bending moments" [Nm]:

Huvudaxel
Lastväxling för axialkraft [N]:  

Lastfall B: girning
Bladrot
Flapmoment [Nm]:

Lastfall C: snedställning i girled
Bladrot
Flapmoment [Nm]:

Lastfall D: maxlast vid normaldrift
Huvudaxel
Axialkraft [N]:

Lastfall E: max varvtal
Bladrot
Kraft i bladets riktning "force on the blade in the spanwise direction" [N]:

Lastfall F: kortslutning
Huvudaxel
Vridmoment enligt IEC [Nm]:

Bladrot
Edgemoment [Nm]:

Lastfall H: extrem vindhastighet framifrån
Bladrot
Flapmoment vid parkerad turbinrotor [Nm]:

Flapmoment vid roterande turbinrotor [Nm]:

Huvudaxel
Axialkraft vid parkerad turbinrotor [N]:

Axialkraft vid roterande turbinrotor [N]:

Maskinhus inkl. turbinrotor
Axialkraft [N]:

Torn och fundament
Horisontell kraft vid tornbas [N]:

Böjmoment vid tornbas [Nm]: