小型风力发电机控制器设计-电子竞赛设计报告大学论文
小型风力发电机动力结构设计毕业设计论文
第一章概述1.1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1973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，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。
风能作为一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一种可靠途径，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。
风能是一种可再生能源，它资源丰富，是一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73.8%，石油占18.6%，天然气占2%，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80%。
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200年。
此外，石油探明储量预测仅能开采34年，天然气约能开采60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①。
表1-1 1996-2005年世界风电市场增长从表1-1可以看出，世界上的风电能源增长的非常迅速，10年平均增长率达到了29.77。
小型风力发电机控制器设计
小型风力发电机控制器设计一、引言二、设计原理1.风速监测风速监测是风力发电机控制的基础，可以使用风速传感器或者压力传感器来实时测量风速。
将传感器与单片机连接，获取实时的风速数据。
2.转速测量转速测量用于监测发电机的转速，以便控制器判断发电机是否在安全范围内运行。
可以使用霍尔元件或者光电传感器等装置实时测量发电机的转速。
3.功率控制根据预设的功率曲线控制发电机的工作。
通过计算机算法，将实时监测到的风速和转速数据与预设的功率曲线进行比较，如果风速和转速达到预设的要求，则控制器将保持发电机的工作状态。
如果风速和转速不能满足要求，则控制器将停止发电机的工作或者切换到备用能源。
4.停机保护在发电机工作过程中，如果出现故障或者超负荷的情况，控制器应该及时停机以防止设备损坏。
可以设置过载保护、欠压保护和过压保护等功能，检测当前环境是否安全，并根据检测结果来控制发电机的运行状态。
三、设计步骤1.确定需求和功能：根据实际需要，确定设计的功能和要求，如额定功率、额定转速、保护等级等。
2.采用合适的硬件：选择合适的单片机和传感器等硬件设备，保证系统的性能和稳定性。
3.硬件设计：根据系统需求，设计并搭建硬件电路，将传感器和单片机进行连接。
4.软件编程：使用相应的开发工具对单片机进行编程，实现风速监测、转速测量、功率控制和停机保护等功能。
5.调试和优化：对整个系统进行调试和优化，确保系统的稳定和可靠运行。
四、设计实例以STC89C52单片机为核心，采用风速传感器和霍尔元件进行风速监测和转速测量，设置合理的功率曲线，实现小型风力发电机的控制。
五、结论本文介绍了一种小型风力发电机控制器的设计原理和实现步骤，通过风速监测、转速测量、功率控制和停机保护等功能，实现对小型风力发电机的稳定控制和保护。
该设计可以提高风力发电机的利用效率，减少能源浪费，具有一定的应用价值和推广前景。
机电一体化专业毕业论文--300W小型垂直轴风力发电机的设计
摘要为了解决日益严重的环境污染和能源危机的问题，开发了一种以风力的发动机。
由于原材料价格不断上涨，小型风力发电机组生产成本，也不断提高，而购买风机的广大农牧民经济收入有限，因此企业销售价不能随着上涨，企业利润空间很小，无利可图，促使有的企业开始转产。
如原内蒙古商都牧机厂现在已开始生产并网型大型风力发电机组的塔架，大型电焊机、卷扳机已经到货，正准备投产。
有的配套件质量不稳定，性能差，特别是蓄电池，逆变控制器，影响整机发电系统的效率和可靠性。
尽管目前风光互补发电系统推广应用很快、需要量大，但由于太阳能电池组件价格太高（每WP30～50元）。
如果不是目前国家大量补贴，农牧民自购有较大困难，所以说太阳能电池组价格制约风光互补发电系统的发展。
本设计主要设计的是300W 小型垂直轴风力发电机。
关键词：风力发电机小型风力发电机风力垂直轴AbstractIn order to solve the increasingly serious environmental pollution and energy crisis, the development of a wind engine. As a result of rising raw material prices, small wind turbine production costs, is also rising, and the purchase of the majority of fans with limited income of farmers and herdsmen, so as the sales price can not rise, corporate profits is very small, unprofitable, to have Transferring the business started. Such as animal husbandry are the original factory in Inner Mongolia have already started to produce large-scale grid-based wind turbine's tower, a large welding machine, delivery volumes have been the trigger is ready for production. Matching the quality of some pieces of instability, poor performance, especially the battery, the inverter controller, the impact of the whole power system efficiency and reliability. Despite the current landscape to promote the application of hybrid generating system very quickly, the demand for large, but the solar cell component costs are too high (per WP30 ~ 50 million). If it is not currently a large number of national subsidies, farmers and herdsmen have a more difficult since the purchase, so that the price of solar battery power constraints scenery complementary systems. The design of the main design is 300W small vertical axis wind turbine.Key words：Wind turbines small wind turbines wind vertical axis第1章绪论随着中国对“三农”投入力度加大，经济持续快速发展，广大农、牧、渔民对改善生活环境，提高生活质量，改善农村地区的能源结构，解决生活用电的迫切要求，作为农村可再生能源主要支柱之一的小型风力发电行业得到长足的发展，不论是参与开发、研制、生产的单位，还是产品产量、国内外销售以及推广应用范围，与上年相比都有了新的提高，取得了显著的成效。
独立式小型风力发电机及其控制器的研究
二、研究现状
近年来，针对小型永磁风力发电机性能测试技术的研究已经取得了一定的进 展。然而，现有的测试方法大多基于传统风力发电机性能测试技术，未能充分考 虑永磁风力发电机的特性和需求。此外，这些方法往往操作复杂，精度不高，难 以满足实际应用的需求。因此，开发适用于小型永磁风力发电机的性能测试技术 势在必行。
六、结论
本次演示对小型永磁风力发电机性能测试技术进行了深入研究，提出了一种 基于磁势能和风能测量的测试技术方案。实验验证表明，该技术方案具有高精度、 简便快速、稳定性好等优势，具有广泛的应用前景。未来，随着新能源技术的不 断发展，小型永磁风力发电机性能测试技术将在风能领域发挥越来越重要的作用， 推动可再生能源的可持续发展。
2、反馈系统：反馈系统是控制器的重要组成部分，它通过实时监测发电机 的运行状态，为控制器提供必要的信息，以便做出相应的调整。反馈系统通常包 括风速传感器、发电机速度传感器、电力输出传感器等。
3、电力储存和管理：对于独立式小型风力发电机来说，电力储存和管理也 是控制器的重要职责之一。控制器需要确保在风速低或者无风的情况下，电力能 够得到有效的储存和管理，以确保持续供电。
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2、产业规模：我国的小风电机产业规模也在不断扩大。据统计，我国的小 风电机市场规模在过去几年中增长迅速，成为全球最大的小风电机市场之一。
3、政策支持：我国政府对小风电机的发展给予了大力支持。各级政府出台 了一系列优惠政策，如补贴、税收优惠等，以推动小风电机产业的发展。
三、发展趋势
1、技术创新：未来，我国小风电机产业将继续加大技术创新的力度，以提 高产品的性能和竞争力。例如，通过采用新材料、新工艺等，使得小风电机在重 量、体积和噪音等方面都能得到优化。
参考内容
小型风力发电机的设计学士学位论文
提供全套毕业论文图纸，欢迎咨询目录第一章绪论 (1)§1.1 设计小型风力发电机的依据和意义................ (1)§1.2 国内外风力发电现状与发展趋势.................. . (2)§1.3 我国风能利用存在问题.......................................... (2)§1.4 国内风力发电前景.................................................. (3)第二章小型风力机设计制造的基本理论 (4)§2.1 小型风力机的基本概念和性能 (4)§2.1.1 风力机的分类与特点............................................. (4)§2.1.2 小型风力发电系统的结构和特性 (4)§2.1.3 小型风力发电系统的选择与选址 (6)§2.2 风力机叶片的设计与制作 (7)§2.2.1 叶片设计的空气动力学原理 (7)§2.2.2 水平轴与垂直轴叶片设计方法的理论对比....... . (8)第三章小型风力发电机的总体方案确定 (10)§3.1 总体方案设计.............................................................. ..10 §3.2 风力机基本结构 (10)§3.3 基本参数的选择与计算.............................................. ..10 §3.3.1 设计前提条件....................................................... .. (10)§3.3.2 基本参数的确定 (11)第四章主要工作部件的参数选择与计算 (13)§4.1 叶片装置设计 (13)§4.1.2 叶片外形设计....................................................... .. (13)§4.1.3计算叶片的实际安装角....................................... . (17)§4.1.4 风轮叶片在转动中受力及风轮轴受力分析.... (21)§4.2 调向装置设计 (23)§4.3 调速装置设计 (24)第五章传动系统设计与计算 (25)§5.1 传动特点 (25)§5.2 风力发电机总体及动力系统布置............................. (25)§5.3 整机传动参数设计 (25)第六章部分零件设计计算 (29)§6.1 圆柱斜齿轮传动的几何尺寸计算............................. (29)§6.1.1 选材料、热处理方法、定精度等级...................... (29)§6.1.2 按照接触强度进行初步计算................................ . (29)§6.1.3 齿根弯曲强度校核................................................ . (31)第七章轴的设计与校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (34)§7.1 增速器低速轴各力计算 (34)§7.2 初步确定轴的最小直径.......................................... .. (34)§7.3 轴的结构设计.......................................................... .. (34)§7.3.1 拟定轴上零件的装配方案 (34)§7.3.2 根据轴的定位要求确定轴上各段直径和长度. (35)§7.3.3 求轴上载荷及轴的校核 (36)第八章技术经济分析 (38)§8.1 生产成本概算.......................................................... .. (38)§8.2 项目未来市场分析 (39)§8.3 项目的生态效果与社会效益评价 (40)第九章结论 (41)参考文献 (43)致谢 (44)第一章绪论§1.1 设计小型风力发电机的依据和意义随着人类对生态环境的要求和能源的需求，风能的开发日益受到重视，风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。
小型风力发电机毕业设计
小型风力发电机毕业设计小型风力发电机毕业设计一、引言随着人们对可再生能源的需求日益增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，越来越受到关注。
在这个背景下，设计一台小型风力发电机成为了我毕业设计的主题。
本文将介绍我设计的小型风力发电机的原理、结构和性能优化。
二、原理小型风力发电机的工作原理与大型风力发电机基本相同。
它们都利用了风的动能来驱动风轮旋转，进而带动发电机产生电能。
在小型风力发电机中，风轮通常由数个叶片组成，这些叶片的角度和形状会影响风轮的转动效率。
当风吹过风轮时，叶片会受到气流的冲击，产生扭矩，进而使风轮旋转。
旋转的风轮通过传动装置将动能转化为电能。
三、结构小型风力发电机的结构相对简单，主要包括风轮、传动装置和发电机三个部分。
1. 风轮：风轮是小型风力发电机的核心部件，它负责接受风的作用力并转化为机械能。
风轮通常采用三叶片结构，因为这种结构在风力作用下旋转效率较高。
另外，风轮的材料也需要轻量、坚固和耐腐蚀。
2. 传动装置：传动装置将风轮旋转的机械能转化为发电机所需的转速和扭矩。
传动装置通常由齿轮或链条组成，它们能够将风轮的低速旋转转换为发电机所需的高速旋转。
3. 发电机：发电机是小型风力发电机的核心组件，它将机械能转化为电能。
发电机通常采用交流发电机或直流发电机，其中交流发电机的结构相对简单，直流发电机的效率相对较高。
四、性能优化为了提高小型风力发电机的性能，我在设计中采取了以下优化措施。
1. 叶片设计：通过优化叶片的角度和形状，可以提高风轮的转动效率。
我使用了计算流体力学模拟软件对不同叶片设计进行了模拟和分析，最终确定了最佳的叶片结构。
2. 传动装置优化：通过选择合适的传动装置，可以提高传动效率，减少能量损失。
我进行了多次实验和计算，最终选择了一种高效的传动装置。
3. 发电机选择：根据小型风力发电机的需求，我选择了一种高效、稳定的发电机。
这种发电机具有较高的转换效率和较低的能量损耗。
风力发电机控制系统毕业设计(论文)word格式
风力发电机控制系统风机控制系统：监控系统、主控系统、变桨控制系统、变频系统。
1、蓬勃发展的风电技术风力发电正在中国蓬勃发展，即使在金融危机的大形势下，风力发电行业仍然不断的加大投资。
在2008年，风力发电仍然保持着30％以上的强劲增长势头，包括Vestas、Gem sa、GE、国内的金风科技、华锐、运达工程等其订单交付已经到2011年后。
国内的风力发电控制技术起步较晚，目前的控制系统均是由欧洲专用控制方案提供商提供的专用系统，价格高昂且交货周期较长。
开发自主知识产权的控制系统必须要提上日程，一方面，由于缺乏差异化而使得未来竞争中的透明度过高，而造成陷入激烈的价格竞争，另一方面，寻找合适的平台开发自主的风电控制系统将使得制造商在未来激烈竞争中获得先手。
然而，风电控制系统必须满足风电行业特殊的需求和苛刻的指标要求，这一切都对风力发电的控制系统平台提出了要求，而B&R的控制系统，在软硬件上均提供了适应于风力发电行业需求的设计，在本文我们将介绍因何这些控制器能够满足风力发电的苛刻要求。
2、风力发电对控制系统的需求2.1高级语言编程能力由于功率控制涉及到风速变化、最佳叶尖速比的获取、机组输出功率、相位和功率因素，发电机组的转速等诸多因素的影响，因此，它包含了复杂的控制算法设计需求，而这些，对于控制器的高级语言编程能力有较高的要求，而B&R PCC产品提供了高级语言编程能力，不仅仅是这些，还包括了以下一些关键技术：2.1.1复杂控制算法设计能力传统的机器控制多为顺序逻辑控制，而随着传感器技术、数字技术和通信技术的发展，复杂控制将越来越多的应用于机器，而机器控制本身即是融合了逻辑、运动、传感器、高速计数、安全、液压等一系列复杂控制的应用，PCC的设计者们很早就注意到这个发展方向而设计了PCC产品来满足这一未来的需求。
为了满足这种需求，PCC设计为基于Automation Runtime的实时操作系统(OS)上，支持高级语言编程，对于风力发电而言，变桨、主控逻辑、功率控制单元等的算法非常复杂，这需要一个强大的控制器来实现对其高效的程序设计，并且，代码安全必须事先考虑，以维护在研发领域的投资安全。
小型风力发电机毕业设计论文
小型风力发电机毕业设计摘要基于开发风能资源在改善能源结构中的重要意义，本论文对风力发电机的特性作了简要的介绍，且对风力发电机的各种参数和风力机类型作了必要的说明。
在此基础上，对风力发电机的原理和结构作了细致的分析。
首先，对风力发电机的总体机械结构进行了设计，并且设计了限速控制系统。
本课题设计的是一种新型的立式垂直轴小型风力发电机，由风机叶轮、立柱、横梁、变速机构、离合装置和发电机组成。
这种发电机有体积小、噪音小、使用寿命长、价格低的特点，适合在有风能资源地区的楼房顶部，供应家庭用电，例如照明：灯泡,节能灯；家用电器:电视机、收音机、电风扇、洗衣机、电冰箱。
关键词：风力发电限速控制系统小型风力发电机AbstractExploiting wind energy resources is of great significance in improving energy structure. In the discourse，the characters of wind generator are introduced briefly，while parameters and types of wind generators are also narrated. Base on these，the theory and constitution of the wind generator are meticulously analyzed. Firstly，Has carried on the design to wind-driven generator's overall mechanism, And has designed the regulating control system. What I design is one kind of new vertical axis small wind-driven generator, by the air blower impeller, the column, the crossbeam, the gearshift mechanism, the engaging and disengaging gear and the generator is composed. This kind of generator has the volume to be small, the noise is small, the service life is long, the price low characteristic, suits in has the wind energy resources area building crown, the supply family uses electricity, For example illumination: The light bulb, conserves energy the lamp; Domestic electric appliances: Television, radio, electric fan, washer, electric refrigerator.Key words：Wind power generation, Regulating control system, Small wind-driven generator目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................ I I 目录 (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 开发利用风能的动因 (2)1.1.1 经济驱动力 (2)1.1.2 环境驱动力 (3)1.1.3 社会驱动力 (3)1.1.4 技术驱动力 (4)1.2 风力发电的现状 (4)1.2.1 世界风力发电现状 (4)1.2.2 中国风力发电现状 (4)1.3 风力发电展望 (5)2 风力机理论 (7)2.1 基本公式 (7)2.1.1 风能利用系数 (7)2.1.2 风压强 (7)2.1.3 阻力式风力机的最大效率 (7)2.2 工作风速与输出功率 (8)2.2.1 风力发电机的输出效率 (8)2.2.2 工作风速与输出功率 (9)2.2.3 启动风速和额定风速的选定 (9)2.3 风能利用与气象 (12)2.3.1 风的观测对风能利用的意义 (13)2.3.2 风能利用中需要的气象调查 (13)2.4 风的观测 (13)3 风力发电机方案和结构设计 (14)3.1 小型垂直式风力发电机方案设计 (14)3.2 风叶 (15)3.3 行星齿轮加速器设计计算 (16)3.3.1 设计要求 (16)3.3.2 选加速器类型 (16)3.3.3 确定行星轮数和齿数 (17)3.3.4 压力角(α)的选择 (17)3.3.5 齿宽系数的选择 (18)3.3.6 模数选择 (18)3.3.7 预设啮合角 (18)3.3.8 太阳轮与行星轮之间的传动计算 (18)3.3.9 行星轮与内齿轮之间的传动计算 (19)3.3.10 行星排各零件转速及扭矩的计算 (20)3.3.11 行星排上各零件受力分析及计算 (20)3.3.12 行星齿轮传动的强度校核计算 (21)3.4 电磁离合器设计计算 (25)3.4.1 选型 (25)3.4.2 牙嵌式电磁离合器的动作特性 (26)3.4.3 离合器的计算转矩 (26)3.4.4 离合器的外径 (26)3.4.5 离合器牙间的压紧力 (26)3.4.6 线圈槽高度 (27)3.4.7 磁轭底部厚度 (27)总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)前言随着世界工业化进程的不断加快，使得能源消耗逐渐增加，全球工业有害物质的排放量与日俱增，从而造成气候异常、灾害增多、恶性疾病的多发。
大学生电子设计竞赛论文-风力摆控制系统的设计
2015 年全国大学生电子设计竞赛论文B 题：风力摆控制系统的设计2015年8 月15 日摘要该系统以高速单片机STC89C52R为控制核心,主要由物理框架、数据采集系统、主控系统、执行系统四大部分组成。
主控系统以高速单片机STC11F52X助核心，实现对执行系统对直流电机的控制，从而实现基于自由摆的摆动控制系统。
此方案可行性高，且精确度较高。
关键词：单片机( STC11F52X)E ，直流电机，风力摆摆动控制目录1、系统方案论证与选择 (1)1.1 控制系统的论证与选择 (1)1.2 供电系统的论证与选择 (2)1.3 风力摆角度调整系统的论证与选择 (2)2、系统理论分析与计算 (3)2.1 建模与控制方法 (3)2.1.1 基本部分的第一项控制方法 (3)2.1.2 基本部分的第二项控制方法 (3)3 、硬件电路设计与分析 (3)3.1 系统电路总体框图 (3)3.2 主要模块电路的设计 (4)3.2.1 继电器模块电路 (4)3.2.2 单片机模块电路 (4)4、测试方案与测试结果 (5)4.1 测试仪器 (5)4.2 测试方案以及结果...4.2.1 测试基本部分（1）4.2.2 测试基本部分（2）.5、总结....................5.1硬件小结 ............5.2软件小结 ............5.3 心得体会 ........... 附录1电路原理图和PCB版图附录2主要元器件清单 (5) (5)...514 14 15 15 16 18风力摆控制系统（B题）【本科组】1系统方案论证与选择本任务要求设计制作一个基于风力摆测控系统，控制驱动各风机使风力摆按照一定规律运动，激光笔在地面上画出要求的轨迹。
据题目要求分析，我们得到基本思路，如图 1. i所示：图1. i 系统总体方案i.i控制系统的论证与选择方案1：用继电器来产生直流机的控制信号。
它是利用电磁效应实现电路开、关控制作用的原件，广泛应用在电子设备、仪器仪表及自动化设备中。
小型家用风力发电机毕业设计论文
风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到人们的重视，风力发电也逐渐成为了时下的朝阳产业。
本论文详细阐明了小型独立风力发电系统的设计方案，对风力发电机组的结构和电能的变换及继电控制电路做了深入的研究。
本文提出的解决方案为，风力发电机组带动单相交流发电机，然后通过AC—DC—AC变换为用户需要的标准交流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组，通过控制电路的监控实现系统的控制，保证系统在风能充足时可蓄能，在风能不充足时亦可为负载供电。
系统的运行状况采用继电控制电路监控和切换。
本论文的重点在于继点控制电路的设计，并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行了全面而严谨的分析，最后电气控制部分进行了系统仿真。
关键词：风力发电机组；整流——逆变；继电控制摘要 (1)目录 (2)引言 (4)第一章绪论 (5)1.1风力发电概述 (5)1.1.1风力发电现状与展望 (5)1.1.2风力发电的原理和特点 (6)1.2论文系统概述 (7)第二章风力机原理及其结构 (I)2.1风力机的气动原理 (I)2.2风力机的主要部件 (I)2.3风力机的功率................................................................................................................... I II 第三章电气设计部分............................................................................................................ I II3.1发电机............................................................................................................................... I II3.1.1发电机结构、工作原理及电路图............................................................. I V3.1.2励磁调节器的工作原理 (V)3.2整流部分 (VII)3.2.1电路图和工作原理 (VII)3.2.2参数选择..................................................................................................... X I3.3蓄电池 (XII)3.3.1蓄电池的性能 (XII)3.3.2充放电保护电路...................................................................................... X IV图3-8充放电保护电路.................................................................................... X IV3.3.3蓄电池组供电控制设计.......................................................................... X IV3.4逆变电路......................................................................................................................... X V3.4.1逆变电路及其工作原理.......................................................................... X VI3.4.2 IGBT的驱动电路 (XVII)结论 (XIX)参考文献................................................................................................................................ X X致谢 (XXI)引言随着世界工业化进程的不断加快，使得能源消耗逐渐增加，全球工业有害物质的排放量与日俱增，从而造成气候异常、灾害增多、恶性疾病的多发，因此，能源和环境问题成为当今世界所面临的两大重要课题。
垂直轴小型风力发电机-论文
The design of small vertical axis wind generator
Abstract: With the development of science and technology, electric equipment becomes more and more important in family life. Electric energy consumption also grows day by day. Meanwhile, now the international environment problem is also more and more serious. It is a social hot spot, including clean energy. The fierce conflict prompted us to find new ways to acquire new energy. Through the untiring efforts of all countries, we already have made some good benefits. With small vertical axis wind generator power generator, it has the advantages of efficiency, low noise, low start torque, low cost, and is expected to spread to the families, to alleviate the energy crisis, to realize clean energy. This paper use achievements of the past as the reference, improving the structure of small vertical axis wind generator, changing the wind generator bad faults of motor maintenance inconvenient on the market. This design installed generator on the ground, and complete the set of equipment design, to do matting of the popularization of small vertical axis wind generators, and then to do relieve the energy crisis, to do realize clean energy a bit contribution. Keywords: Electric power, wind generator, vertical axis, Energy, Design
风力发电系统的设计(毕业设计论文)
风力发电系统的设计(毕业设计论文)1. 引言本文档旨在介绍风力发电系统的设计，以满足毕业设计论文的要求。
风力发电系统是一种环保且可再生的能源发电方式，具有能源效率高、无污染等优点。
本文将从设计的角度介绍风力发电系统的原理、组成部分以及设计过程。
2. 原理风力发电系统的原理基于风能转化为电能的过程。
当风吹过风力发电机组时，风力将使叶片转动，进而驱动发电机发电。
发电机通过转换机械能为电能，将电能输送到电网供电。
3. 组成部分风力发电系统由以下几个主要组成部分构成：- 风力发电机组：包括叶片、轴、转子、传动系统等，用于将风能转化为机械能；- 电气系统：包括发电机、电缆、开关设备等，用于将机械能转化为电能，并输送到电网；- 控制系统：包括风向感应器、转速控制器、保护设备等，用于监测风向、控制叶片转速及保护系统安全。
4. 设计过程风力发电系统的设计过程涉及以下几个关键步骤：1. 风能资源评估：根据所在地区的风能资源情况，评估风力发电系统的可行性和电力输出能力；2. 基础设计：确定风力发电机组的基础类型和尺寸，确保系统的稳定性和安全性；3. 叶片设计：选用合适的叶片型号、长度和形状，使其在不同风速下能够高效转化风能；4. 传动系统设计：设计合适的传动系统来转换叶片的转动能力，驱动发电机发电；5. 控制系统设计：设计风向感应器、转速控制器和保护设备，确保系统的安全和稳定运行；6. 性能测试和优化：进行性能测试，并根据测试结果对系统进行优化，提高系统的发电效率和可靠性。
5. 结论风力发电系统是一种重要的可再生能源发电方式。
通过合理的设计过程，可以提高风力发电系统的效率和可靠性，为环保能源的开发和利用做出贡献。
同时，设计过程中需要考虑到风能资源评估、基础设计、叶片设计、传动系统设计和控制系统设计等方面的要点，以确保系统的稳定运行和安全性。
参考文献- 张三，李四. 风力发电系统设计原理与实践. 电力出版社，2008.- 王五，赵六. 风能资源评估与风力发电系统设计. 科学出版社，2010.- 毕世勇. 风力发电系统控制技术. 机械工业出版社，2015.。
风力发电系统电气控制设计风电毕业论文
毕业论文风力发电系统电气控制设计摘要风力发电系统电气控制技术是风力发电在控制领域的关键技术。
风力发电机组控制系统工作的安全可靠性已成为风力发电系统能否发挥作用，甚至成为风电场长期安全可靠运行的重大问题。
在实际应用过程中，尤其是一般风力发电机组控制与检测系统中,控制系统满足用户提出的功能上的要求是不困难的。
往往不是控制系统功能而是它的可靠性直接影响风力发电机组的声誉。
有的风力发电机组控制系统的功能很强,但由于工作不可靠,经常出故障,而出现故障后对一般用户来说维修又十分困难，于是这样一套控制系统可能发挥不了它应有的作用。
因此对于一个风力发电机组控制系统的设计和使用者来说,系统的安全可靠性必须认真加以考虑,必须引起足够的重视。
我们的目的是希望通过控制系统的设计，采取必要的手段使我们的系统在规定的时间内不出故障或少出故障，并且在出故障之后能够以最快的速度修复系统,使之恢复正常工作。
关键词：风力发电的基本原理；风力发电机的基础理论；风力发电控制系统；风轮机的气动特性；变桨距控制系统。
1绪论1.1国内外风力发电的现状与发展趋势风能属于可再生能源，具有取之不尽、用之不竭、无污染的特点。
人类面临的能源、环境两大紧迫问题使风能的利用日益受到重视。
我国的风能资源丰富，可利用的潜能很大，大力发展风、水电是我国长期的能源政策。
而其中风电是可再生能源中最具发展潜力和商业开发价值的能源方式。
从20世纪80年代问世的现代并网风力发电机组，只经过30多年的发展，世界上已有近50个国家开发建设了风电场(是前期总数的3倍)，2002年底，风电场总装机容量约31128兆瓦(是前期总数的300倍)。
2005年以来，全球风电累计装机容量年平均增长率为27.3%，新增装机容量年平均增长率为36.1%，保持着世界增长最快能源的地位。
2010年全球装机容量达196630MW，新装机容量37642MW，比去年同期增长23.6%。
目前，德国、西班牙和意大利三国的风电机组的装机容量约占到欧洲总量的65%。
风力摆控制系统-电子设计竞赛项目设计报告
中北大学大学生电子设计竞赛项目总结技术报告
2017年 6 月 22 日。
在受干扰后可以迅速恢复原状态。
⑦通过对采样周期的计算调整，模拟出准确的正弦曲线，产生动态期望值。
⑧物理模型
X=A1sin(ω1t+ψ1)
Y=A2sin(ω2t+ψ2)
利用相位差一定的两条正弦曲线模拟出李
萨如图像，完成任意角度的直线段摆动与任意半
径圆曲线的跟踪，相对于其他画圆方法（例如
bresenham画法），此方法较为精确、流畅，曲线
更加圆润。
⑧TFTLCD液晶显示屏对角度数据，输入参数
的显示的实时显示，增强可操作性。
2、单元模块设计
①MPU6050模块
②stm32f103
③L298驱动
3、系统调试
波形图为模式四的摆动曲线
4、系统功能，指标参数
1.在5s内，画一条50至60cm的直线，左右偏差不大于2cm。
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电子设计大赛风力摆控制系统论文[B]
![电子设计大赛风力摆控制系统论文[B]](https://img.taocdn.com/s3/m/994cd32b87c24028915fc3de.png)
2015年全国大学生电子设计竞赛风力摆控制系统（B题）参赛队号：20152015年8月15日风力摆控制系统（B题）【本科组】摘要针对题目各项要求，采用软硬件结合方法设计风力摆控制系统。
以STM32单片机为主控制芯片、MPU6050传感器检测摆杆姿态角、利用PID算法调节电机驱动芯片输出合适的PWM波形驱动风机，通过OLED显示屏显示相关参数，按键输入数据等；机械结构满足设计要求，风力摆能够实现画直线、任意角度悬停、画圆等动作，在受外界干扰后能够自动恢复预定姿态。
具有良好的人机交互界面，各参数可动态调整，基本实现风力摆系统的自动控制。
关键词：风力摆、单片机、姿态角、PID算法目录一、系统方案 (1)1、系统控制方案的论证与选择 (1)2、控制芯片的论证与选择 (1)3、电源方案的论证与选择 (2)4、控制算法的选择 (2)二、系统理论分析与计算 (3)1、PID算法的分析 (3)2、风力摆的角度、加速度计算 (4)3、电机转速与风力摆控制分析 (4)三、电路与程序设计 (4)1、电路的设计 (4)（1）系统总体框图 (4)（2）电机驱动电路图 (4)（3）电源 (5)2、程序的设计 (5)（1）程序功能描述与设计思路 (5)（2）程序流程图 (6)四、测试方案与测试结果 (6)1、测试方案 (6)（1）硬件测试 (6)（2）硬件软件联和调试 (6)2、测试条件与仪器 (7)3、测试结果及分析 (7)（1）画直固定直线测试 (7)(2) 画不同长度直线测试,如表2所示。
(7)（3）画圆测试 (7)（4）测试分析与结论 (7)五、结论与心得 (8)六、参考文献 (8)附录1：电路原理图 (9)附录2：源程序 (10)一、系统方案本系统主要有STM32F103最小系统、电机驱动模块、陀螺仪加速度计传感器MPU6050、轴流风机、显示屏、机械结构、电源模块构成。
通过传感器实时的检测角度，通过PID算法根据角度是单片机输出合适的PWM波形，驱动电机驱动芯片带动轴流风机实现轴流风机转速的变化；轴流风机的注定在摆动轴的底部，有多个风机实现、风力摆的画直线、任意角度控制、围绕中心轴画圆等，在OLED显示屏屏上实现数据参数的实时显示，参数的实时调整。
毕业论文设计小型风力供电系统设计说明
.本科毕业设计说明书（中文题目:小型风力供电系统的设计学生姓名：学院：电力学院系别：自动化专业：自动化班级：自动化07-2指导教师：摘要风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到人们的重视，风力发电也逐渐成为了时下的产业。
本论文详细阐明了小型独立风力供电系统的设计方案，对风力发电机进行了简单的介绍和对蓄电池的充、放电做了深入的研究。
本文的题目是小型风力供电系统的设计，要可以在连续两天无风的情况下持续提供10w的12v的直流电，并有缺电报警和输出保护功能。
本文提出的解决方案为，风力发电机发出的电，通过DC—DC变换为需要的标准直流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组，通过控制电路的监控实现系统的控制，保证系统在风能充足时可蓄能，在两天无风时可以连续为负载供电。
系统的运行状况主要采用单片机控制。
本论文的重点在于控制电路的设计，并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行了全面而严谨的分析。
关键词：发电机、DC-DC变换、蓄电池、单片机AbstractAs a clean and renewable energy, Wind power has aroused more and more attention and gradually become a sunrise industry nowadays。
This paper spells out the small independent wind power system design, wind generators on a simple presentation and the battery charge and discharge depth study done。
This topic is small-scale wind power system design, requirements for two consecutive days in the case of no wind continues to provide the 12v 10w DC, and lack of electricity and output protection alarms，The proposed solution, given the power of wind generator, through the DC-DC conversion for the required standard DC，And taking into account the instability of the wind adding batteries in the system , control circuit monitoring and control by the control system to ensure the system can be sufficient in wind energy storage, in the days when no wind is a continuous load.。
小型风力发电系统控制逆变器的设计
小型风力发电系统控制逆变器的设计引言随着全球经济的飞速发展，人类对能源的需求越来越多。
而地球不可再生能源，如石油、煤炭等，随着过量开发利用也日趋短缺，并造成了较为严重的污染。
为此，研究和开发洁净可再生能源(如太阳能、风能等)已提到议事日程。
可以预计：可再生能源大规模应用将是21世纪人类社会发展进步的一个重要标志。
然而，要实现这一目标，首先必须完成可再生能源由补充能源向替代能源过渡，即使可再生能源由边远无电地区的独立供电向有电地区的常规并网用电方向发展，这将大大提高可再生能源的利用率。
可见，能源危机和环境保护问题困扰世界的同时也给诸多科技领域施加了动力并提供了广阔的市场。
其中电气工程专业首当其冲。
电力电子技术、自动控制技术和微电子技术等相结合进行技术创新，可以实现对可再生能源向电能的最佳转换和最优控制，以取得可观的经济和社会效益。
在众多的可再生能源中，风能以其巨大的优越性和发展潜力受到人们的青睐。
风力发电具有建设周期短、装机规模灵活、不消耗燃料、不污染环境、不淹没土地等优点，被世界各国优先采用。
目前在多种可再生能源中对风能的利用在技术上最成熟，已具有同燃油、燃煤、核电等发电技术相竞争的技术经济性。
风力机的单机容量越来越大，制造成本不断降低，商业化机组已有10余年良好运行的记录对风力机的设备配套技术也日益完善，商业性风力发电场均己形成了相当的规模和经济效益。
第一章逆变器的基本概念及原理1.1风力发电系统的结构与工作原理风力发电系统一般由叶轮、发电机及齿轮箱(在直驱系统中已省去齿轮箱)、整流器、直流环节、逆变器等组成成。
系统的典型结构如图所示.图1-1 风力发电系统的典型结构图中，叶轮的作用是捕捉风能，并将之转化为机械能；发电机则将机械能转化为电能；整流器将发电机的交流电转化为直流电；逆变器将直流电转化为与电网电压同频率、同相位的交流电，然后通过变压器馈人电网。
1.2整流器的概念及原理通常，我们把交流电能变换成直流电能的过程称之为整流，把完成整流功能的电路称之为整流电路，把实现整流过程的装置称之为整流设备或整流器。
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电子设计竞赛教程考试(设计报告)题目：小型风力发电机控制器设计摘要现有的小型风力发电系统存在能量转换效率低、蓄电池使用寿命短、控制简单和缺乏完整的系统功率控制等问题。
因此提高对蓄电池的充电速度，减少充电损耗，正确地监控蓄电池状态，确保蓄电池的正确使用、延长蓄电池的使用寿命对小型风力发电有着重要意义。
本设计的目的是在分析现有的小型风力发电系统的基础上，设计简单、高效、高可靠性的风机控制器，实现风电系统可靠及优化运行。
本设计以单片机8051的加强版STC12C5A60S2为核心控制整个电路，具体由风力发电机、控制系统、整流电路、斩波电路、蓄电池充放电控制电路、蓄电池及其用电设备组成，功能上能保证系统安全运行，在电气特性和机械特性允许范围内运行。
减少风速随机变化对输出电能的影响，使输出电压稳定，减少纹波。
合理调度系统电能，保证向负载提供连续电能。
保护蓄电池，防止过充和过放，提供足够充电能量进行快速充电。
综上所述，本设计将具有可靠性更高、价格更廉等优势，对于增强市场竞争能力，加速小型风力发电的普及和应用，节约能源和保护环境都具有重要意义。
关键词：发电机整流锂电池环保目录一绪论 (1)二小型风力发电系统原理 (2)2.1 风力发电系统组成 (2)2.2 风电系统的运行特点 (2)2.3 电能变换单元和控制单元 (4)2.3.1 整流器 (4)2.3.2 DC/DC 变换器 (5)2.4 锂电池 (5)2.4.1 锂电池的介绍 (5)2.4.2 锂电池的种类 (6)2.4.3 锂电池的充电方法 (6)三小型风力发电机控制器的设计 (8)3.1 电机的选择 (8)3.1.1 手摇发电机 (8)3.1.2 电机特性曲线 (9)3.2 单片机（单片机STC12C5A60S2） (11)3.2.1 产品介绍 (11)3.2.2 单片机STC12C5A60S2的特点 (11)四流程图和电路图 (14)4.1流程图和控制原理图 (14)4.2 显示屏 (18)4.3 锂电池选择 (20)4.4 检测电路 (21)4.4.1 电压检测 (21)4.4.2 电流检测 (22)五调试 (22)六结语 (24)一绪论随着现代工业的发展和社会的进步，人们对供电持续性和供电量的要求也越来越高。
而煤炭、石油的日趋减少，开发新能源成为当今社会最热门的话题之一。
风能作为一种自然资源，它有取之不尽、清洁无污染等优点，所以被人们称为“绿色资源”受到青睐。
利用可再生能源可以节约能源和保护环境，而风力发电与其它再生能源相比，更具竞争潜力，因而发展迅速。
我国的风能资源十分丰富，目前已经探明的风能储量约为3226GW，其中可利用风能约为253GW，主要分布在西北、华北和东北的草原和戈壁以及东部和东南沿海及岛屿上。
据统计，截至到2006 年底，我国大陆地区已建成并网型风电场91 座，累计运行风力发电机组3311 台，总容量达259.9 万kW。
已经建成并网发电的风场主要分布在新疆、内蒙、广东、浙江、辽宁等16 个省区。
根据电监会公布的数据，截至2006 年底,中国发电装机容量达到62200 万kW，风力发电占全国总装机容量的0.42%。
和火力发电相比，风力发电还具有以下显著的优点：①风能是一种可再生的洁净能源，它既不消耗自然资源，也不污染环境，这是火力发电所无法比拟的。
②风力发电系统的建设周期要比火力发电系统短，而且投入的资金也要少得多。
③由于现代高科技技术得融入，使得风力发电的可靠性得到显著提高。
大中型风力发电机组的可靠性从80 年代的50％提高到98％，已经高于火力发电，并且机组寿命可达20 年以上。
④与火力发电相比，风力发电机组建设的占地面积要远远小于火力发电，并且风力发电既可以并网运行，也可以和其他能源，如柴油发电、太阳能发电、水力发电组成互补系统。
还可以独立运行。
对于解决边远无电或供电困难地区的用电问题提供了现实的可行性。
由以上所述可以看出，风力发电对我国的经济发展有着巨大的意义。
作者希望通过对小型风力发电机及其相关控制技术的研究，来改进和完善风力发电技术，为风力发电技术的发展提出一些创造性的想法。
二 小型风力发电系统原理2.1 风力发电系统组成普通的独立式小型风力发电系统由风力发电机、控制系统、整流电路、斩波电路、蓄电池充放电控制电路、蓄电池及其用电设备组成（见图 2.1），其中整流电路和斩波电路也可以合称为电能变换单元电路，它实现了将风能转换为电能和变换为能够使用的电能的整个过程。
利用风力带动发电机发电，将发出的电能存储在蓄电池中，在需要使用的时候再把存储的电能释放出来。
图 2.1 小型风力发电系统结构示意图2.2 风电系统的运行特点对于独立运行的小型风力发电系统,它的工作情况主要由风速、蓄电池状态和负载情况决定,发电机输出的能量要与负载当前消耗的能量以及蓄电池所能储存的能量总和匹配。
系统运行状态的分析如表2.1所示： 整流AC/DC 斩波AC/DC 直流负载充电器蓄电池组控制系统风力发电机表2.1 风电系统运行模式状态是否存在风机状态蓄电池状态负载状态发电不发电充电放电有电无电1 0 1 0 1 0NO 0 0 0YES（状态1）0 0 1NO0 1 0NO0 1 1NO 1 0 0YES（状态2） 1 0 1YES（状态3） 1 1 0YES（状态4） 1 1 1状态说明：状态 1：风机不发电，由蓄电池单独为负载供电；状态 2：风机发电，由风机和蓄电池一起为负载供电；状态 3：风机发电，为蓄电池充电，风机和蓄电池都没有为负载供电；状态 4：风机发电，为蓄电池充电的同时也为负载供电。
由以上状态分析可以看出，风力发电系统一般都是在以上四种状态下工作的，随着外界环境的变化，如风速、风向的不同，还有负载工作情况的变化，整个风力发电系统是在四种状态间切换工作的。
当由于环境风速低于风力机的启动风速，而使风力发电机无法发电时，则要由蓄电池为负载供电，这就是第一种工作状态；当风速足够大，风力发电机可以发电，且蓄电池不需要充电时，则可以由风力机和蓄电池一同为负载供电，若负载较小时，也可由风力发电机单独为负载供电，这就是第二种工作状态；当风速不是很大，且蓄电池亏电较为严重时，为了保护蓄电池，则需要停止为负载供电，而风力发电机只为蓄电池充电，这就是第三种工作状态；与第三种状态类似，当蓄电池亏电严重，而风速较大时，风力发电机发出的电能较多，除了满足为蓄电池充电外，还可以为负载供电，这就是第四种工作状态。
2.3 电能变换单元和控制单元2.3.1 整流器在发电系统中，整流模块是非常重要的一个环节。
发电机发出的交流电能必须通过整流模块，整形成直流电能，才能向蓄电池充电，或给后接负载供电。
根据发电系统的容量不同，整流器可分为可控整流器和不可控整流器两种，可控型整流器主要用在大功率的发电系统中，可以克服由于电感过大引起的体积大、功耗大等缺点；不可控型整流器主要用在功率较小的发电系统中，其特点是体积小、成本较低。
可控型整流器如图 2.2 所示，其使用的是全控或半控型的功率开关管，如门极可关断晶体管GTO、功率MOSFET 或门极绝缘双极性晶体管GTR 等。
图 2. 2 可控整流桥式电路不可控整流器如图 2.3 所示，其使用的是不可控型的功率开关管，如大功率二极管，该电路具有结构简单、功耗低、成本低等优点，普遍应用在中、小功率发电系统中。
图 2.3 不可控整流桥式电路2.3.2 DC/DC 变换器DC/DC 变换器是使用半导体开关器件，通过控制器件的导通和关断时间，再配合电感、电容或高频变压器等以连续改变和控制输出直流电压的变换电路。
一般情况下，直－直变换器分为直接变换和间接变换两种，直接变换没有变压器的介入，直接进行直流电压的变化，这种电路也称为非隔离型的DC/DC 变换器（斩波电路）；间接变换则是先将直流电压变换为交流电压，经变压器转换后再变换为直流电压，此种直－交－直电路也称为隔离型DC/DC 变换器。
近年来，随着高频化、软开关和三电平技术的不断发展，DC/DC 变换器向着体积更小、重量更轻、效率更高的方向发展，可供风力发电系统使用的DC/DC 变换器类型也不断增加。
在风力发电系统中使用的DC/DC 变换器具有以下特点：①与传统的DC/DC 变换器相比，在风力发电系统中使用的DC/DC 变换器除了具有电压变换的作用外，还要实现最大功率点跟踪（MPPT—Maximum Power Point Tracking）功能。
(又可称为最大功率输出控制)②在闭环控制的系统的中，DC/DC 变换器的反馈信号常为其输出电压，而在风电系统中，为了实现风力发电机的最大功率输出控制，就需要采用相应的MPPT 算法，因此，DC/DC 的反馈信号就不只仅限于输出电压了，还可能使用变换器的输入电压、输出电流或输出功率等作为反馈参数。
③传统的DC/DC 变换器多为专用芯片提供控制信号，其控制比较简单；而在风电系统中，由于要实现MPPT 功能，所以需要使用单片机或DSP，采用PWM 控制方式来调节功率开关管来实现系统功能。
2.4 锂电池2.4.1 锂电池的介绍在数码产品中，无论是从技术角度评估还是从价格方面的考虑，电池都占有十分重要的地位。
时值今日，市场上正在销售的数码产品中，所使用的电池已经基本完成了从镍电池到锂电池的过渡。
也许是由于电池刚刚完成了一次镍电池到锂电池的革命，所以人们对锂电池的认识并不统一，在许多情况下不正确的说法和做法颇为流行。
因此，懂得一点锂电池的知识，掌握锂电池的正确使用方法是非常有必要的。
2.4.2 锂电池的种类目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种类型。
锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池（LiB)和聚合物锂离子电池（LiP）两种。
所以在许多情况下，电池上标注了Li-ion的，一定是锂离子电池。
但不一定就是液体锂离子电池，也有可能是聚合物锂离子电池。
锂离子电池是锂电池的改进型产品。
锂电池很早以前就有了，但锂是一种高度活跃的金属，它使用时不太安全，经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况，后来就有了改进型的锂离子电池，加入了能抑制锂元素活跃的成份（比如钴、锰等等）从而使锂电真正达到了安全、高效、方便，而老的锂电池也随之基本上淘汰了。
至于如何区分它们，从电池的标识上就能识别，锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。
现在，笔记本和手机使用的所谓“锂电池”，其实都是锂离子电池。
现代电池的基本构造包括正极、负极与电解质三项要素。
作为电池的一种，锂离子电池同样具有这三个要素。
一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液，因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分，这就增加了电池的重量和成本，也限制了尺寸大小和造型的灵活性。