（图纸+论文）小型风力发电机组动力结构设计（全套完整）㊣精品文档值得下载

（图纸+论文）小型风力发电机组动力结构设计（全套完整）

出于叶片是风力发电机接受风能的部件，所以叶片的扭曲翼型的各种参数及叶片结构都直接影响叶片接受风能的效率和叶片的寿命。增速器由于风轮的转速低而发电机转速高，为匹配发电机，要在低速的风轮轴与高速的发电机轴之间接个增速器。增速器就是个使转速提高的变速器。增速器的增速比是发电机额定转数与风轮额定转数的比，即。联轴器增速器与发电机之间用联轴器连接，为了减少占地空间，往往联轴器与制动器设计在起。风轮轴与增速器之间也有用联轴器的，称低速联轴器。制动器制动器是使风力发电机停止运转的装置，也称刹车。制动器有手制动器电磁制动器和液压制动器。当采用电磁制动器时，需有外电源当采用液压制动器时，除需外电源外，还需泵站电磁阀液压油缸及管路等。发电机叶片接受风能而转动最终传给发电机，发电机是将风能最终转变成电能的设备。风力发电机上常用的发电机有四种直流发电机，常用在微小型风力发电机上。直流电压等。中型风力发电机也有用直流发电机的。永磁发电机，常用在小型风力发电机上，电压般为，等，有直流也有交流。水磁交流发电机在中大型风力发电机上尚未得到使用，主要有些技术问题还未解决。现在我国已经发明了交流电压的高效永磁交流发电机，可以做成多级低转速。特别适合风力发电机。同步交流发电机，它的电枢磁场与主磁场同步旋转，同步转速。立运行的小型风力发电机组启动风速较低，般为米秒以上就能发电，这些地区分布区域广我国有相当部分农耕区山区和牧区属于这种地区。第三章风力发电机组的设计方案确定.风力发电机的结构风力发电机从结构上可分为两类。其是水平轴风力机，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个叶片的高速风力机。如图所示。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。如图所示。风力发电机就是利用风力机驱动的发电机组。图水平轴风力机叶片形式单叶片双叶片三叶片多叶片上风向下风向布置的两组叶片上风向布置的两组叶片水平轴索旺尼斯型叶片在世纪末，风力发电机得到了不断地完善发展，技术成熟，已经达到微机自控无人现场值守的程度。工业发达国家的风力发电机已达到商品化生产。图垂直轴风力机叶片形式垂直轴索旺尼斯型叶片般型叶片垂直轴杯型达里厄风轮.风力发电机的分类．按风力发电机的功率分类微型风力发电机，其额定功率为。小型风力发电机，其额定功率为。中型风力发电机，其额定功率为。大型风力发电机，其额定功率大于.。．按风轮轴安装形式分类风力发电机按风轮轴不同可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。.水平轴风力发电机的结构水平轴风力发电机是目前世界各国风力发电机最为成功的种形式，而生产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启动设备，同时还有些技术问题尚待解决。水平轴风力发电机主要由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调向装置制动器等结构组成。典型结构见图。图美国型风力发电机结构左调向电机左调向减速器右调向电机右调向减速器调向传动轴发电机高速轴高速轴结范围的风称为有效风能或风能资源。因为风速低于米秒时，它的能量太小，没有利用的价值，而风速大于米秒时，它对风力发电机的破坏性很大，很难利用。那么风速和我们常常听到的“几级风”有什么关系呢世界气象组织将风力分为个等级，如表所示，在没有风速计的时候，可以根据它来粗略估计风速。表风力等级表续表大风所具有的能量是很大的。风速为米秒的级风，吹到物体表面上的力，每平方米约为千克风速为米秒的级风，吹到物体表面上的力，每平方米约为千克风所含的能量比人类迄今为止所能控制的能量要大得多。风能的优点和局限性风能与其他能源相比，有明显的优点，但也合其突出的局限性。Ⅰ.风能的优点蕴藏量大我们已知道风能是太阳能的种转换形式，是取之不尽用之不竭的可再生能源，根据计算，太阳至少还可以像现在样照射地球亿年左右。无污染在风能转换为电能的过程中，不产生任何有害气体和废料，不污染环境。可再生风能是靠空气的流动而产生的，这种能源依赖于太阳的存在。只要太阳存在，就可不断地有规律地形成气流，周而复始地产生风能，可永续利用。分布广泛就地取材无需运输在边远地区如高原山区岛屿草原等地区，由于缺乏煤石油和大然气等资源，给生活在这地区的人民群众带来诸多不便，而且由于地处偏远交通不便，即使从外界运输燃料也十分困难。因此，利用风能发电可就地取材无需运输，具有很大的优越性。适应性强发展潜力大我国可利用的风力资源区域占全国国土面积的，在我国发展小型风力发电，潜力巨大前景广阔。Ⅱ.风能的限制性能量密度低由于风能来源于空气的流动，而空气的密度很小，因此风力的能量密度很小，只有水力的。不稳定性由于气流瞬息百变，风时有时无，时大时小，日月季年的变化都十分明显。地区差异大由于地形变化，地理纬度不同，因此风力的地区差异很大。两个近邻区域，由于地形的不同，其风力可能相差几倍甚至几十倍。.我国风能资源区划根小型,风力,发电,机组,动力,结构设计,毕业设计,全套,图纸第章概述.课题研究的目的和意义数千年来，风能技术发展缓慢，也没有引起人们足够的重视。但自年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的部分才重新有了长足的发展。风能作为种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村边疆，作为解决生产和生活能源的种可靠途径，有着十分重要的意义。当前，全球都面临着能源枯竭环境恶化气温升高等问题，日益增长的能源需求能源安全问题受到世界各国广泛关注。风能是种可再生能源，它资源丰富，是种永久性的本地资源，可为人类提供长期稳定的能源供应她安全清洁，没有燃料风险，更不会在使用中破坏环境。为此，世界各国都在加快风力发电技术的研究，以缓解越来越重的能源与环境压力，中国也不例外。中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，能源利用以煤炭为主。在当前以石化能源为主体的能源结构中，煤炭占.，石油占.，天然气占，其余为水电等其它资源。在电力的能源消费中，也是以煤炭为主，燃煤发电量占总发电量的。但是，能为人类所用的石化资源是有限的，据第二届环太平洋煤炭会议资料介绍，按目前的技术水平和采掘速度计算，全球煤炭资源还可开采年。此外，石油探明储量预测仅能开采年，天然气约能开采年。随着人口的增长和经济的发展，能源供需矛盾加剧，如果不趁早调整以石化能源为主体的能源结构，势必形成对数亿年来地球积累的生物石化遗产更大规模的挖掘消耗，由此将导致有限的石化能源趋于枯竭，人类生态环境质量下降的恶性循环，不利于经济能源环境的协调发展。电力部己制定“大力发展水电，继续发展火电，适当发展核电，积极发展新能源发电”的基本原则，把风力发电作为优化我国电力工业结构跨世纪的战略发展目标。表年世界风电市场增长从表可以看出，世界上的风电能源增长的非常迅速，年平均增长率达到了.。截止年底，全世界并网运行的风力发电机总装机容量达到,是年装机容量的.倍。风力发电近几年发展如此之快，是因为它有许多优点.设备简单，投资少，成本低，风力发电机的整个设备成本不足功率相当的火力发电水力发电和核电站成本的，在二三年内就可以收回全产投资.节省燃料和运输费用。在风力资源丰富的地区，风力是取之不尽，用之不竭的，可就地建立风力发电站，就地用电，这样就可以节省大量的输电设备和能源。许多燃料是十分重要的化学原料，把它白白的燃掉是十分可惜的。我国资源并不十分丰富，充分利用风力资源意义就更重大了.利用风力可以减少对大气的污染，保护我们人类赖以生存的自然环境。化学燃料不断向大气中排放对生物有害物质，严重的威胁人们健康，而风力能源则没有任何影响人类健康的有害物质。.课题的研究现状及已有成果研究现状我国风电的利用大体上采用三种方式，是户用式，可独立运行，用蓄电池，直流输出或逆变交流输出单机容量为，可基本满足照明电视等家用电器的生活用电需要。其次是孤立的小居民区用，独立运行，有蓄电池直流输出或逆变交流输出，统向各家各户供电或每天为其更换蓄电池，单机容量为。这种方式也可供无电风区边防哨所气象台站雷达站电视差转台以及无电区小火车站使用。三是建立风电场，联网后输出，有的与柴油发电机组或太阳能电站联合，有稳定的输出。已有成果型风力发电机性能特点.型风力发电机是低速型风机。该机具有发电效率高，结构简单，维护方便，可靠性高等待点，是大电网以外而风力资源丰富的农牧区海岛边防哨所及气象台站等较理想的小功率风力发电设备，也是迄今我国销售量最多的小型风力发电机。它可为用户的照明彩色电视机音响设备洗衣机电冰箱组合收录机航标灯等电器提供稳定可靠的电源。参见图和图。图.型风力发电机图.型风力发电机输出特性主要技术指标叶片型式木质芯，外表包玻璃钢风轮直径.米叶片数片风能利用系数.额定风速米秒额定转速分额定功率瓦最大发电量瓦调速方式偏侧并尾工作风速范围米秒发电机型式三相交流永磁式发电机直流额定电压伏伏伏控制逆变交流电压伏方波或正弦波频率赫兹储能方式安•时，蓄电池只或只串联塔架型式立柱拉索式塔架风机高度米整机重量千克.型风力发电机性能特点型风力发电机组属水平轴上风式变桨距调节的风力发电设备，适用的自然条件为全天候。配用不同的增速箱和发电机可以形成.干瓦千瓦千瓦三种功率档次种不同用途的变型产品。机组发出的三相交流电可用来给蓄电池充电贮能给电阻器加热驱动异步电动机或输入电网。参见图图。图型风力发电机图型风力发电机输出特性主要技术指标叶片型式木质芯，外表包玻璃钢结构叶片数片风轮直径米风轮标定转速额定转速分风轮最高允许转速分启动风速米秒额定风速米秒最高安全运行风速米秒发电机型式电容励磁异步额定功率瓦额定电压交流伏机头重量塔架以上部分千克利用方式充电储能式电阻加热式驱动电动机式并网式蓄电池容量安•时塔架高米整机重量千克.本课题的研究内容本课题研制的小型风力发电机主要定位于它可为用户的照明彩色电视机音响设备洗衣机电冰箱组合收录机航标灯等电器提供稳定可靠的电源。总体要求是在满足功能要求的前提下，使用简单，外型明快，可靠性强，低成本。从能量转换的角度看，风力发电机组由两大部分组成。其是风力机，它的功能是将风能转换为机械能其二是发电机，它的功能是将机械能转换为电能。大型风力发电机组发出的电能直接并到电网上，向电网馈电，小型风力发电机般将风力发电机组发出的电能用储能设备储存起来般用蓄电池，需要时再提供给负载可直流供电，亦可用逆变器变换为交流供给用户，其简要的系统图如图。图风力发电机系统方框图本课题的研究内容包括进行小型风力发电机的总体功能需求分析，进行整体方案设计，力求实现机与电的完美结合和统。进行机器的机械装配图设计，功能完备后，然后进行机械零件的详尽设计。根据风力发电机叶片设计理论及实际风能情况，设计出合适的风力发电机叶片，并利用三维建模软件建立叶片的三维实体模型。根据功能要求设计变速器装置，其实达到改变方向的功能。第二章风能资源.风的重要性什么是风提到风，谁都会说出很多切身的体会。如微风吹过脸颊时的舒爽，狂风刮过时的树叶纷飞飞沙走石的情景，如果遇上可怕的龙卷风，那将是拔树毁屋的恐怖景象，凡是见过的人无不“谈风色变”。总之，风有时友好有时又不近人情，来无影去无踪让人捉摸不透。风到底是什么，用科学的说法