风力发电的原理及推广应用(终稿)

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1、2013届机械制造与自动化专业毕业生毕业作业课题名称：风力发电的原理及推广应用学生姓名：杨斌指导教师：邵振国江南大学网络教育学院2013年4月1江南大学网络教育学院毕业论文(设计)(江苏无锡)无锡市现代远程教育中心姓名杨斌校外学习中心(长安中学)学号911313397证件号340121198403124019批次201103层次业余高起专专业机械制造与自动化风力发电的原理及推广应用指导教师邵振国课题名称（终稿）指导教师评语终稿成绩：指导教师签名：年月日2风力发电的原理及推广应用摘要：风力发电的原理：是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速

2、度提升，来促使发电机发电。风力发电机是一种把风力资源转换为电能的机械装置。风力发电在世界上形成一般热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，符合国际社会对对清洁能源的渴求。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行，我国也在西部地区及沿海地区大力提倡及推广应用。风力发电系统，它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。关键词：原理、风力发电机、推广应用3一、风力发电原理风力发电原理是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一以大气为工作介质的能量利用机械。风力发电利用的是自然能源

3、。风力发电机从结构上可分为两类：一是水平轴风力机，叶片安装在水平轴上，叶片接受风能转动去驱动所要驱动的机械。水平轴风力机分多叶片低速风力机和1-3个叶片的高速风力机。二是垂直轴风力机，风轮轴是垂直布置的，叶片带动风轮轴转动再驱动所要驱动的机械。本文介绍水平轴风力发电机及原理，且为小型独立风力发电系统。水平轴风力发电机是世界各国风力发电机最为成功的一种形式，而垂直轴风力发电机的国家很少，主要原因是垂直轴风力发电机效率低、需驱动设备，同时还有些技术问题尚待解决。水平轴风力发电机主要有风轮、风轮轴、低速联轴器、增速器、高速轴联轴器、发电机、塔架、调速装置

4、、调向装置、制动器等部件组成。通过充电器、数字逆变器等设备最终将能量转化为可用电能。风力发电机每一部分都很重要，简单介绍通用部件功能：（一）叶片，用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；偏航调向装置能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；发电机的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。（二）机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱左端是风电机转子，即转子叶片及轴。（三）轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。（四）低速轴：风电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱

5、连接在一起。在现代600千瓦风电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。（五）齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，4用于空气动力闸失效时，或风电机被维修时。（六）发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。（七）偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显

6、示了风电机偏航。通常，在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。（八）塔：风电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。（九）风速计及风向标：用于测量风速及风向。（十）充电器+数字逆变器工用。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13-25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电。使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把电

7、瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。通常人们认为风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的，目前小型风力发电机系统只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。二、风力发电的推广应用在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为，它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量，当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台220W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合作用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率

8、出。使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，由于现在技术的进步，均采用先进的