（定稿）垂直轴风力发电机设计（全套下载）㊣精品文档值得下载

鉴于这些要求，所以分力发电机的选择至关重要。

实现增速的方法也很多，最常用的有齿轮皮带轮链轮传动三种，其中齿轮传动运用最为广泛，能够满足增速器以上要求。

其中型与型行星齿轮增速器用在风力发电机上比较合适的。

齿轮增速器的传动比可以根据风轮与发电机的转速之比确定，而功率则要按照风力发电机的输出功率的倍考虑。

在使用齿轮增速器时，要注意输入轴与输出轴的方向是致还是相反，否则将会造成被动，甚至不能使用。

本风力机所采用的齿轮箱为同轴行星增速齿轮箱，传动比为.，额定功率为。

制动器机械刹车是种制动式的减慢旋转负载的装置。

通常机械刹车按照作用方式可以分为液压气动电磁电液手动等形式。

按照工作状态分为常闭式和常开式两种。

在风力发电中，为了减少制动转矩，缩小制动尺寸，通常机械刹车装在高速轴上。

本课题选用电磁盘式刹车，其结构如下图所示。

.塔架风力机的塔架除了要支撑风力机的重量，还要承受吹向风力机和塔架的风压，以及风力机运行中的动载荷。

它的刚度和风力机的振动有密切关系，如果说塔架对小型风力机影响还不太大的话，对大中型风力机的影响就不容忽视了。

般要求塔架要有足够的强度，足以承受设计要求的动静载荷。

同时基础不应该发生显著的尤其是不均匀的下沉，因为基础旦下沉将导致整个塔架倾斜，因此为了保证他家不发生歪斜，塔架各基础的重量合力必须与风力机重心垂线重合。

基础则用混凝土砌筑，水泥沙子和碎石的体积比约取.。

基础的砌筑要与接地网地脚螺栓以及地锚的预埋同时进行。

塔架的高度为水平轴风力发电机的塔架主要可分为管柱型和桁架型两类，管柱型塔架可从最简单的木杆，直到大型钢管和混凝土管柱。

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叶尖速比风轮叶片尖端线速度与风速之比称为叶尖速比，阻力型风力机叶尖速比般为.至.，升力型风力机叶尖速比般为至。

在升力型风力机中，叶尖速比直接反映了相对风速与叶片运动方向的夹角，即直接关系到叶片的攻角，是分析风力机性能的重要参数。

叶尖速比计算公式为.风力机的功率及扭矩计算由福建省情资料库中的图像资料可以看出厦门地区地面平均风速在左右，如图所示。

图福建省风速分布从福建气象网站.小时监测的结果可以看出，厦门地区天内级风约出现的频率最高，如图所示。

图厦门日小时风速监测图.传动机构风力机的传动机构般包括低速轴高速轴齿轮箱联轴节和制动器等图。

但不是每种风力机都必须具备所有这些环节。

有些风力机的轮壳直接连接到齿轮箱上，不需要低速传动轴。

也有些风力机特别是小型风力机设计成无齿轮箱的，风轮直接连接到发电机。

在整个传动系中除了齿轮箱其它部件基本上目了然。

图机舱传动总成图主轴风轮通过键把转矩传到主轴上。

小型风力机般采用单键。

小微型风力机多采用号钢，经过调制处理使钢材获得强度。

塑性韧性三方面都较好的综合机械性能，所以设计时，在主轴加工图上也要注明这技术要求。

主轴的材料实践证明主轴与轮毂的连接部分最好要有的锥度，亦即轴端最好呈圆锥形。

这种结构不仅装配牢固拆卸方便，而且还避免了圆柱形轴端应力集中的影响。

锁定风轮用的轴端螺母究竟采用右旋还是左旋要视风轮的转向而定。

如果顺风看风轮是顺时针旋转，则螺母要用左旋螺纹，反之要用优选螺母，因为只有这样才能保证风力机在旋转中螺母越来越紧而不至于松脱，为了安全起见，螺母上最好还要有止动垫圈。

微风的程度，便可以开始发电。

风力发电机从结构上可以分为两类，其是水平轴风力机，叶片安装在水平轴，叶片接受风能转动去驱动所要驱动的机械。

水平轴风力机分为多叶低速风力机和‐个片的风力风电机。

如图。

其二是垂直轴风力机，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。

如图。

本课题研究的是垂直轴风力发电机。

风力机从功率大小上分类，可以分为微型风力发电机小型风力发电及中型风力发电机和大型风力发电机四类。

如下表。

微型风力发电机额定功率小型风力发电及额定功率中型风力发电机额定功率大型风力发电机额定功率大于本课题研究的的风力发电机属于小型风力发电机。

垂直轴风力机的旋转主轴与风向垂直，如图所示，垂直轴风力机设计简单，风轮无需对风，其优点有.可以接受任何风向的风，无需对风.齿轮箱和发电机可以安装在地面，检修维护方便。

图垂直轴风力发电机按照桨叶受力方式分类可分为升力型风力机和阻力型风力机。

升力型风力机利用叶片的升力带动旋转轴转动，从而转化风能为电能，这种风力机目前较为常见，大部分水平轴风力机都属于升力型风力机。

目前大中型风电主要采用水平轴风力机，属升力型风力机，具有转速高风的利用率较高等优点，其叶尖速比通常在以上，最大功率系数可达，如图所示。

阻力型风力机利用叶片上受到的阻力来驱动发电机发电，大部分阻力型风力机为垂直轴，目前较少，如图所示。

图升力型风力发电机图阻力型风力发电机垂直轴升力型风力机既有垂直轴风力机结构简单维修方便等优点，又和升力型风力机样具有较高转速，风能利用率有所提高。

由于运行过程中受力比水平轴好得多，疲劳寿命要更长。

.垂直轴风力机空气动力学如图所示建立平面坐标系，假定风速矢量为，叶片端线速度矢量为，叶片所在位置夹角如果陆上风电年上网电量按等效满负荷小时计，每年可提供亿千瓦时电量，海上风电年上网电量按等效满负荷小时计，每年可提供.万亿千瓦时电量，合计.万亿千瓦时电量，大约相当于我国目前年的电力需求量。

北部地区风能分布带。

北部东北华北西北地区风能丰富带包括东北三省河北内蒙古甘肃青海西藏和新疆等省自治区近宽的地带。

三北地区风能资源丰富，风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场，但是当地电网容量较小，限制了风电的规模，而且距离负荷中心远，需要长距离输电。

沿海及其岛屿地区风能分布带。

沿海及其岛屿地区包括山东江苏上海浙江福建广东广西和海南等省市沿海近宽的地带，冬春季的冷空气夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，加上台湾海峡狭管效应的影响，东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。

沿海地区经济发达，沿海及其岛屿地区风能资源丰富，风电场接入系统方便，与水电具有较好的季节互补性。

然而沿海岸的土地大部份已开发成水产养殖场或建成防护林带，可以安装风电机组的土地面积有限。

内陆风能分布带。

在内陆些地区由于湖泊和特殊地形的影响，形成些风能丰富点，如鄱阳湖附近地区和湖北的九宫山和利川等地区。

海上风能分布带。

我国海上风能资源丰富，东部沿海水深到的海域面积辽阔，按照与陆上风能资源同样的方法估测，高度可利用的风能资源约是陆上的倍，即亿多，而且距离电力负荷中心很近。

随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，将来必然会成为重要的可持续能源。

我国较大规模地开发和应用风力发电机，特别是小型风力发电机，始于年代，当时研制的风力提水机用于提水灌溉和沿海地区的盐场，研制的较大功率的风力发电机应用于浙江和福建沿海，特别是在内蒙古地区由于得到了政府的支持和适应了当地自然资源和当地群众的需求，小型风力发电机的研究和推广得到了长足的发展。

对于解决边远地区居住分散的农牧民群众的生活用电和部分生产用电起了很大作用。

垂直，风力发电机，设计毕业设计，全套，图纸垂直轴风力发电机设计摘要本次毕业设计主要是完成垂直轴风力发电机设计。

风力发电现今发展飞速，其中小型发电机组以其设备简单成本较低风能利用率高启动制动性能好等优点，得到越来越多青睐。

本论文主要介绍了小型风力发电机的机械结构部分，从独立型风力发电机组的构成特点运行特点保护措施等各方面，介绍了实现机组无人值守全自动运行的设计思想和实施办法。

本设计利用机电体化设计使整个系统组成简单，结构精巧，控制方便，性能可靠，应用前景广阔。

关键词垂直轴，风力发电机，设计目录第章绪论第章风力发电机部件结构设计.风力发电机介绍.垂直轴风力机空气动力学风能利用率功率特性曲线贝茨极限叶尖速比风力机的功率及扭矩计算.传动机构主轴联轴器增速箱制动器.塔架第章风力发电机组总体性能.机组的构成及主要技术参数基本技术参数机舱传动总成.工作条件及运行参数运行参数无人值守的运行过程待风状态开机与并网停机与保护第章各附加装置的设计选取过程.风机轴承技术要点分析.制动器的设计与选取.高效永磁风力发电机的设计.联轴器的设计与选取.风力发电机的尾舵调向装置设计结论参考文献致谢第章绪论自年代以来，风能利用的主要趋势是风力发电，最早在边远山区应用，主要有三种应用方式单独使用小型风力发电机供家庭住宅使用。

风力发电机与其他电源联用，为海上导航系统和远距离通讯系统供电。

并入地方孤立小电网为乡村供电。

随着现代科学技术的迅猛发展，风力发电技术也飞速前进。

以机组大型化集中安装和控制为特点的风力场成为风力发电主要的发展方向。

近年，世界各地近个国家开发建设了风电场，且在未来投资计划上有增无减。

国外风力发电装机容量正以每年的速度增长。

同时大幅降低了风机的故障率，实现了互联网络的中央控制和跨地区跨国界的远程控制。

世界些著名厂商，如等，则把目光投向小型风力发电机组，并且逐步实现了商业化运行。