船用可变桨距风力发电机设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、本科生毕业论文本科毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化风力发电机风压自控调节装置设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1、绿色能源--风力发电近些年来，我国正面临严峻的能源压力，“煤、电、油”三方面全部告急，有将近八成的省份拉闸限电，能源资源的瓶颈已经成为制约我国国民经济在健康可持续发展道路上的主要因素。能源是全人类生存发展的最基本的要素，同时是各国经济发展的重要物质基础。伴随着工业化进程的推进，未来全球能源消费预计将以3%的速度增长，常规能源面临着愈加枯竭的困境。在众多的绿色能源与新能源技术开发中，最成熟、最具有规模化和商业化开发前景，而且最具竞争

2、力的就是风力发电。风能是绿色可再生能源，与其他的一次性能源如煤、天然气、石油等不同的是，风能不会随其本身的转化和使用而日渐减少。风能是一种过程性能源，与煤、石油、天然气等广为利用的能源不同，不能被直接存储，只有将其转化成其他的形式，才可以储存。风能在2世纪70年代中叶之后再次受到重视和开发利用，风能与太阳能、海洋能、地热能、生物质能等一并被称为新能源。43本科生毕业论文在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视。美国早在1974年就开始实行联邦风能计划。据中国风力发电网专家介绍其内容主要是：评估国家的风能资源；研究风能开发中的社会和环境问题；改进风力机的性

3、能，降低造价；主要研究为农业和其他用户用的小于100kw的风力机；为电力公司及工业用户设计的兆瓦级的风力发电机组。美国已于80年代成功地开发了100、200、2000、2500、6200、7200kw的6种风力机组。目前美国已成为世界上风力机装机容量最多的国家，超过2X104MW，每年还以10%的速度增长。现在世界上最大的新型风力发电机组已在夏威夷岛建成运行，其风力机叶片直径为97.5m，重144t，风轮迎风角的调整和机组的运行都由计算机控制，年发电量达1000万kw·h。根据美国能源部的统计至1990年美国风力发电已占总发电量的1%。在瑞典、荷兰、英国、丹麦、德国、

4、日本、西班牙，也根据各自国家的情况制定了相应的风力发电计划。如瑞典1990年风力机的装机容量已达350MW，年发电10亿kw·h。丹麦在1978年即建成了日德兰风力发电站，装机容量2000kw，三片风叶的扫掠直径为54m，混凝土塔高58m，预计到2005年电力需求量的10%将来源于风能。德国1980年就在易北河口建成了一座风力电站，装机容量为3000kw，到本世纪末风力发电也将占总发电量的8%。英国，英伦三岛濒临海洋，风能十分丰富，政府对风能开发也十分重视，到1990年风力发电已占英国总发电量的2%。在日本，1991年10月轻津海峡青森县的日本最大的风力发电站投人运行

5、，5台风力发电机可为700户家庭提供电力。中国位于亚洲大陆东南、濒临太平洋[11.890.85%]西岸，季风强盛。季风是中国气候的基本特征，如冬季季风在华北长达6个月，东北长达7个月。东南季风则遍及中国的东半壁。根据国家气象局估计，全国风力资源的总储量为每年16亿kw，近期可开发的约为1.6亿kw，内蒙古、青海、黑龙江、甘肃等省风能储量居中国前列，年平均风速大于3m／s的天数在200天以上。2、风电的技术发展2.1、风力机的技术不同风力机技术方案的比较方案1方案23个桨叶2个桨叶定转速根据风速变转速定桨控制变桨控制（叶片角度不变）（叶片角度变化）异步发电机同步发电机齿

6、轮箱无齿轮箱直接驱动玻璃纤维和碳纤维叶片金属和木质叶片液压作动器电动作动器直接并网通过AC-DC-AC变流器并网截至20世纪90年代初，丹麦型的风力发电机占主导，这类风力机采用异步发电机直接并网发电，异步电机转速稳定，它必须固定在50Hz频率上。由于它不需要改变叶片的角度，因而这种风力机简单而结实耐用，如图1.1所示，叶尖气动刹车在风力超过设计转速是可起到保护作用，比如电网突然断电的情况下。43本科生毕业论文图1.1丹麦型风力发电机（定转速、异步电机、直接并网）20世纪90年代中期，在兆瓦级的风力发电机的领域中，推出了由风速反馈的变速、变桨距的风力发电机。这种风力发电

7、机采用直接驱动的多级同步电机，交变电流通过AC-DC-AC变流装置而整流为50HZ电流,之后输入电网。1996年，采用变流技术的变转速双馈异步电机开始被应用。由于保留了齿轮箱机构，发电机轻巧了许多。变转速风力发电机可更加容易地适应不同地域、不同的时间下的风力条件，所以功率为2MW以上的风力发电机都采用这种方案。如图1.2所示图1.2变速、变桨风力发电机（同步电机、通过AC-DC-AC转化成50Hz电流并网）2.2、风力发电设备从能量的转换角度看，风力发电机包括两部分：一部分是风力机，它将风能转换为机械能；另一部分是发电机，它将机械能转换为电能。风力机