（优秀毕业设计）垂直轴风力发电机毕业设计CAD图纸全套资料

桁架式塔架常用于中小型风力机上，其优点是。

价不高，运输也方便。

但这种塔架会使下风向风力机的叶片产生很大的紊流。

其计算方法如下本风力机所采用的塔架为柔性钢管加拉索，重.，智能化微机控制系统全自动化无人值守故障检测报警状态及参数记录显示。

图塔架结构图第章风力发电机组总体性能.机组的构成及主要技术参数独立型风力发电机组采用了叶片水平轴上风向旋转风轮定桨距失速调节，异步发电机发电蓄能器储能高速轴抱闸双重主动机构，机舱支撑为柔性钢管拉索塔架，控制系统采用日本三菱公司可编程控制器为控制核心，配以集成化智能化接口电路和先进的传感技术，可以实现全自动无人值守运行。

基本技术参数总体性能参数如表所示表总体性能参数类型水平轴下风向额定功率额定风速切入风速切出风速抗最大风速风轮性能参数如表所示表风轮性能参数叶片数目直径额定转速桨叶材料增强型玻璃钢翼型功率调节定桨距失速调节传动系统性能参数如表所示表传动系统性能参数类型型行星齿轮增速箱额定功率.额定转速传动比.发电机性能参数如表所示表发电机性能参数类型三相交流高滑差异步电机额定功率同步转速电压，接频率塔架性能参数如表所示表塔架性能参数类型柔性钢管加拉索重量.控制系统智能化微机控制系统全自动化无人值守故障检测报警状态及参数记录显示。

机舱传动总成风力发电机传动轴总成设计采用同心轴连接，在机舱里面把叶轮主轴支承刹车盘增速机发电机等安装在机舱平台的同轴心上，此种设计结构紧密外型美观工艺优化机械效率高，比多轴心传动轴结构的设计，易于安装，检修，特别适用于定桨距失速叶片风力机的机舱布局。

图机舱机构图.工作条件及运行参数运行参数机组在环境温度，空气湿度不大于，电网电压在额定电压下，频率为范围内，风力发电机组可以正常发电。

运行参数如表所示表运行参数运行风速范围.回差风速范围垂直，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。

我国作为风力资源极其丰富的国家，风力发电潜能巨大，风能资源的利用也历史悠久，古代甲骨文中的“帆”字存在，以及东汉刘熙著作里“随风张慢曰帆”的叙述，都说明我国是利用风能最早的国家之，而我国对于现代风力发电机的研究始于年代，从“六五”开始，国家将风能的开发利用列入科技攻关计划，国家计委和国家科委分别组织了综合性风能科技攻关，内容涉及风力资源风力机空气动力学结构动力学电机控制和材料等。

国务院总理温家宝在年月日主持召开的国务院常务会议，又讨论通过“十二五”国家战略性新兴产业发展规划。

会议指出新能源产业要发展技术成熟的风电核能太阳能光伏和热利用生物质发电沼气等，积极推进可再生能源技术产业化。

我国风电技术将会借此时机继续创造出更多的辉煌。

为了促进风电建设，有关部门出台了不少优惠政策，中国原电力部就颁布了关于风力发电场建设和管理的若干意见，要求各地电网应收购各地风电场发出的上网电力，风电上网电价按照还本付息加合理利润的原则确定。

虽然后来随着电力部门的演变和国家管理体制的改革，这政策现已无从实施，但它的出台为我国风力发电的起步奠定了重要的基础。

中国政府又颁布了“关于促进可再生能源发展有关问题的通知”，提出了促进可再生能源发电项目尤其是风电的优惠政策，包括由银行安排基建贷款银行贷款的项目给予的财政补贴采用国产设备的风电项目给予的投资利润率优惠等。

此外，风力发电的增值税率按照减半为征收，风力发电零部件和整机的进口关税也暂时按照和征收。

在国务院公布的新轮电力体制改革方案中，明确提出将制定发电排放的环保折价标准，形成激励清洁电源发展的新机制，这就为风电等来自可再生能源的电力提供了公平竞争的机会，从而会大大促进风电等清洁的可再生能源发电的发展。

在电价改革方案中也特别提到，“风电地热等新能源和可再生能源企业暂不参与市场竞争，电量由电网企业按政府定价或招标价格优先购买，电力市场成熟时由政府规定供电企业售电量中新能源和可再生能源电量的比例，建立专门的竞争性新能源和可再生能源市场”。

这些规定对于尚处于初期发展阶段的我国风电产业成长将会起到重要的扶持作用。

根据全国多个气象站陆地上离地高度资料进行估算，全国平均风功率密度为，风能资源总储量约.亿，可开发和利用的陆地上风能储量有.亿。

另外，近海可开发和利用的风能储量有.亿，共计约亿。

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。

掌握具有自主知识产权的小型风力发电机组的关键技术，降低风电成本，从可持续发展战略的要求入手，完全符合我国现状，走这条路势在必行。

近年来，我国的风电机产业迅猛发展，但在风机整机及关键部件的设计与制造技术上与世界先进水平仍然存在定的差距，在小型风力发电机组方面，我国从事小型风力发电机组及其配件开发研制生产的单位多达家，年产量总产量生产能力出口均位列世界之首。

由于汽油柴油煤油价格飞涨，且供应渠道不畅通，使得小型风力发电机组用户量继续增加，根据我国风能资源开发利用的现状，以及风力发电事业的发展进步及水平来看，我国的小型风力发电，已从单纯的风力发电向多能互补方向从单台供电向群组机组集中供电发展从师范试验性向高效实用性发展。

事实证明，小型风力发电机的未来的发展方向掌握在我们的手中。

小型风力发电机的技术进步是促进产业发展的根本保证。

把小型风力机与太阳能电池结合作为最合理的独立电源可开发更多的应用领域，包括风光互补便携式电源风光互补泵水系统风光互补增氧系统风光互补供暖系统等等。

随着小型风力发电机产品的多样化，风光互补独立供电系统在市政项目在边防哨所在偏远地区都有着极广的应用前景。

目前，国内的小风机产品开始走向国外。

英国美国等国家已立法鼓励家庭安装小型风力发电机并网发电系统，为小型风力发电机并网应用提供很大的发展空间。

但小型风力发电机在家庭的推广对产品提出了更高的要求，低风速发电低噪音高可靠性美观性安全性等都有了更高的要求。

由以上分析可见，小型风力发电机组有很多优越性与潜能性。

本课题研究的就是小型垂直轴风力发电机组的结构设计。

第章风力发电机部件结构设计.风力发电机介绍风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械。

广义地说，它是种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。

风力发电利用的是自然能源，相对柴油发电要好的多。

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度提升，来促使发电机发电。

依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度微风的程度，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