2017毕业论文-小型垂直轴风力发电系统设计

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1、小型垂直轴风力发电系统设计[摘要]本文介绍了一种小型垂直轴风力发电系统的设计方案，本系统主要面向沿海高层建筑或边远地区用户。经过查阅大量文献资料结合必要的理论计算，系统采用四片NACA0012型叶片构成H型达里厄风力机，利用永磁直驱同步发电机将机械能转化为电能，经过电力电子电路对蓄电池进行充电。文中对主要支撑件和传动件进行了必要的结构校核，对所用的两个角接触球轴承进行了使用寿命校核。最后以垂直轴风轮和永磁直驱发电机为主要对象，用solidworks软件建立三维模型，设计风力发电系统主要零部件，并简要介绍其控制电路、选择蓄电池型

2、号。[关键字]垂直轴风力发电机达里厄NACA0012翼型`DesignoftheVerticalAxisWindTurbine[Abstract]Thisisadesignofakindofverticalaxiswindturbinewhichwasusedinremovedruralareaorhighriseinseasidecitybasedonrelatedtheories.Byconsultingreferencesourcesandnecessarymathematicaloperation,fourNACA00

3、12air-foilbladeswereusedasthecompomentsoftheH-typeDarrieus.Thelead-acidbetterywaschargedbytheelectricalenergywhichwasgeneratedbyapermanentmagnetsynchronousmotorwiththeoperationofpowerelectroniccircuits.Inthisarticle,someconstructuressuchasthemainsuppotingpartsandthe

4、angularcontactballbearingswerevertifiedontheintensityandlife.Byusingofthesolidworks2006software,everyimportantparthasa3Dmodel.Wealsodesignacontrolcircuitandbetterybreifly.[Keywords]VerticalaxisWindturbineDarrieusNACA0012air-foil`目录`第一章绪论11.1国内外风力发电的发展现状及其趋势11.2小型垂直轴

5、风力发电机发展概况3第二章风力发电基本原理42.1风特性42.1.1风能量42.1.2湍流特性52.2风力发电系统结构框架5第三章小型垂直轴风力发电的总体设计63.1风力机的种类及选择63.2垂直轴风力机空气动力学83.2.1风能利用率93.2.2Cp-λ功率特性曲线103.2.3贝茨极限103.2.4叶尖速比113.2.5风力机的功率及扭矩计算113.3叶片选型123.3.1叶片实度133.3.2叶片形状及材料14第四章电气设备及传动设计164.1基本原理164.1.1法拉第电磁感应原理164.1.2相位角及功率因数164.

6、2转化装置174.2.1直驱式永磁同步发电机174.2.2电气系统电路设计174.3传动系统结构设计及计算184.3.1传动轴的设计184.3.2轴承的计算及选型20第五章刹车装置及其他部件设计255.1刹车装置255.1.1刹车装置原理255.1.2刹车结构受力计算275.2塔架的设计285.2.1支撑件受力分析285.2.2拉索的受力计算305.3蓄电池和选型315.3.1蓄电池的种类及工作基本原理315.3.2蓄电池选型325.4箱体的设计325.4.1箱体的外形设计325.4.2箱体的防锈与密封33结论34致谢语35参

7、考文献36附录37小型垂直轴风力发电系统设计小型垂直轴风力发电系统设计小型垂直轴风力发电系统设计2小型垂直轴风力发电系统设计小型垂直轴风力发电系统设计引言当前火力发电仍然是主要的发电方式，其高污染高能耗正一步步吞噬着地球脆弱的生态环境，地球急需一种环保高效的可再生能源来替代火力发电。风力发电不像火力发电那样需要大量的煤炭、水力发电那样需要建造巨大的水库，也不像核电那样需要消耗铀，它不需要燃料就可以源源不断地产生能源，建好之后除了日常的维护费用外几乎不需要其他费用支持。风力发电的用法很多，既可以并网使用也可以离网使用，可以同太阳

8、能一起使用，也可以单独构成大型风力发电厂。风力机的种类千奇百怪，设计思路五花八门，充分发挥了人类丰富的想象力和创造力，按轴的方向分有水平轴风力机、垂直轴风力机，按驱动方式分有升力型和阻力型等等。虽然目前世界各地的大部分风场所用的风力机为水平轴的，但由于垂直轴风力机，尤其提到达