小型风力发电机动力结构设计毕业设计论文
小型家用风力发电系统的设计
毕业设计（论文）题目小型家用风力发电系统的设计姓名学号所在学院专业班级指导教师日期年月日原创性明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。
2、不保密□（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着环境问题和化石能源危机日益加剧，各国都在寻找新的可代替能源来解决能源危机和环境污染。
风能和太阳能一样也是取之不尽的一种可再生能源，风力发电成为现在人们利用风能的一种主要形式，小型风力发电构成的家用分布式发电系统在未来更具有利用前景。
因此对小型家用风力发电系统的研究有很多实用性和价值。
本文设计的家用风力发电系统选用单片机STC89C52为控制核心设计了系统电路，实现由蓄电池电能逆变为小型家用电器实用的24V50Hz的交流电。
对风力发电原理及逆变的必要性做了重点介绍，分析了设计的电路各个模块工作原理，给出了系统的原理图和软件设计流程图。
设计的家用发电系统经济成低、实用性强。
关键词：风力发电，单片机，蓄电池，逆变AbstractAs environmental issues and fossil energy crises intensify, countries are looking for new alternative energy sources to address energy crises and environmental pollution. Wind energy is just as inexhaustible as renewable energy. Wind power has become a major form of wind energy utilization. The home distributed power generation system consisting of small wind power generation has more prospects in the future. Therefore, research on small household wind power generation systems has many practicalities and values.The household wind power system designed in this paper selects the single-chip STC89C52 to design the system circuit for the control core, and realizes the 24V50Hz AC which is practically used by the battery power inverter for small household appliances. The principle of wind power generation and the necessity of inverter are introduced. The working principle of each module of the designed circuit is analyzed. The schematic diagram of the system and the flow chart of software design are given. The designed household power generation system is economically low and practical.Key Words: Wind Power, Single Chip, Battery,Inverter目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题的目的和意义 (1)1.3 国内外研究现状 (2)1.4 主要研究的内容 (2)2 风力发电系统设计要求及原理分析 (4)2.1 系统设计的目标 (4)2.2 风力发电原理 (4)2.3 风力发电系统结构及组成 (4)2.4 逆变电路设计原理 (5)2.5 本章小结 (6)3 风力发电系统逆变器方案与硬件设计 (7)3.1 风力发电系统的总体方案设计 (7)3.2 逆变器的设计 (7)3.3 逆变控制单片机选择 (8)3.4 电源模块 (10)3.5 SPWM产生电路 (10)3.6 MOSFET驱动电路 (11)3.7 本章小结 (11)4 逆变器仿真与调试分析 (12)4.1 仿真模型建立 (12)4.2 仿真结果分析 (13)4.3 系统实验测试分析 (14)4.5 本章小结 (16)5 总结与展望 (17)致谢 (18)参考文献 (19)1 绪论1.1 课题研究背景能源是发展国民经济和提高人民生活的重要物质基础，是经济发展的“火车头”，能源已成为制约国民经济发展的重要因素。
风力发电机的设计及风力发电系统的研究毕业设计论文
毕 业 论 文题 目： 风力发电机的设计及风力发电系统的研究诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书题目： 风力发电机的设计及风力发电系统的研究一、基本任务及要求：1）基本数据：额定功率 600=N P KW 连接方式 Y额定电压 V U N 690= 额定转速 min /1512r n N =相数 m=3 功率因数 88.00=ϕs c效率 96.0=η 绝缘等级 F极对数 P=22、本毕业设计课题主要完成以下设计内容：（1） 风力发电机的电磁设计方案；（2） 风力发电系统的研究；（3） 电机主要零部件图的绘制；（4） 说明书。
进度安排及完成时间：2月20日——3月10日：查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 3月13日——4月25日：毕业实习、撰写实习报告 3月27日——5月30日：毕业设计4月中旬：毕业设计中期抽查6月1日——6月14日：撰写毕业设计说明书（论文）6月15日——6月17日：修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP6月17日——6月20日：毕业设计答辩目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 开发利用风能的动因 (1)1.1.1 经济驱动力 (1)1.1.2 环境驱动力 (2)1.1.3 社会驱动力 (2)1.1.4 技术驱动力 (2)1.2 风力发电的现状 (2)1.2.1 世界风力发电现状 (2)1.2.2 中国风力发电现状[13] (3)1.3风力发电展望 (3)第2章风力发电系统的研究 (5)2.1 风力发电系统 (5)2.1.1 恒速恒频发电系统 (5)2.1.2 变速恒频发电机系统 (6)2.2 变速恒频风力发电系统的总体设计 (10)2.2.1 变速恒频风力发电系统的特点 (10)2.2.2 变速恒频风力发电系统的结构 (10)2.2.3 变速恒频风力发电系统运行控制的总体方案 (20)第3章风力发电机的设计 (27)3.1 概述[11] (27)3.2 风力发电机 (28)3.2.1 风力发电机的结构 (28)3.2.2 风力发电机的原理 (29)3.3 三相异步发电机的电磁设计 (29)3.3.1 三相异步发电机电磁设计的特点 (30)3.3.2 三相异步发电机和三相异步电动机的差异[2] (30)3.3.3 三相异步发电机的电磁设计方案 (31)3.3.4 三相异步发电机电磁计算程序 (32)结束语 (45)参考文献 (46)致谢 (48)附录 A 定子冲片图附录 B 转子冲片图附录 C 总装图风力发电机的设计及风力发电系统的研究摘要：本文对国内外风力发电的发展现状进行了概述。
（完整版）小型家用风力发电机毕业设计论文
（完整版）⼩型家⽤风⼒发电机毕业设计论⽂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；继电控制⽬录摘要........................................................................................................................................... ⽬录....................................................................................................................................... 引⾔....................................................................................................................................... 第⼀章绪论.............................................................................................................................1.1风⼒发电概述....................................................................................................................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.................................................................................................................... 第⼆章风⼒机原理及其结构................................................................................................2.1风⼒机的⽓动原理............................................................................................................2.2风⼒机的主要部件............................................................................................................2.3风⼒机的功率.................................................................................................................... 第三章电⽓设计部分 . (1)3.1发电机 (1)3.1.1发电机结构、⼯作原理及电路图 (10)3.1.2励磁调节器的⼯作原理 (11)3.2整流部分 (1)3.2.1电路图和⼯作原理 (13)3.2.2参数选择 (15)3.3蓄电池 (1)3.3.1蓄电池的性能 (16)3.3.2充放电保护电路 (17)图3-8充放电保护电路 (17)3.3.3蓄电池组供电控制设计 (18)3.4逆变电路 (1)3.4.1逆变电路及其⼯作原理 (18)3.4.2 IGBT的驱动电路 (19)结论 (2)参考⽂献 (2)致谢 (2)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。
小型家用风力发电机毕业设计
小型家用风力发电机毕业设计1000字一、设计内容本次设计的目的是设计一台小型家用风力发电机，能够在一个家庭中使用。
此发电机可产生电流，将电力储存到电池中，通过逆变器将直流电转为交流电供应家庭用电。
设计将包括以下内容：1. 选择合适的风轮尺寸和型号。
2. 选出合适的发电机和电路。
3. 逆变器的设计与制作。
4. 发电机和逆变器的控制系统。
5. 外壳的设计和制造。
二、设计原理风力发电机是利用风能产生的机械能转变为电能的装置。
当环境中的风吹在旋转的叶片上时，通过叶轮将机械能传递给发电机。
发电机会将机械能转化为电能并储存在电池中，其后逆变器会将直流电变为交流电以供应各项家庭电力需求。
三、设计细节1. 风轮：通过大气压力的力量，使叶片旋转，最终达到发电目的。
在此设计中，我们选择了一种直径为0.9米，叶片数为三的风轮。
2. 发电机：发电机是小型家用风力发电机的核心。
在此设计中，采用了一台带有稳定器的直流发电机。
发电机输出电流的功率为250W。
3. 逆变器：逆变器可以将直流电转换为交流电，以供应家庭用电。
我们选择了一台可以将12伏直流电转换为220伏交流电的逆变器。
4. 控制系统：我们需要对风力发电机进行控制。
控制系统是根据风速来控制发电机的转速，将飞轮的转速保持在一个稳定范围内。
5. 外壳：外壳是保护小型家用风力发电机内部设备的一个重要部分。
我们选择了一种轻质的、具有良好透气性的材料来制作外壳。
四、设计结果这款小型家用风力发电机的核心部件是发电机和逆变器。
通过控制系统，可以在不同风速下保持转速的稳定。
外壳可以保护内部设备，同时也起到状觉上的美观作用。
通过此设计，我们发现小型家用风力发电机是最佳可持续能源选择之一。
它可以为家庭提供一定量的电力，同时具有环保和节能的特点。
小型风力发电机总体结构的设计
小型风力发电机总体结构的设计首先，塔架结构是小型风力发电机的基础支撑结构，主要作用是稳定风轮的位置和方向。
塔架通常由金属或钢筋混凝土制成，高度一般在10米至30米之间。
在设计时，需要考虑到塔架的强度、稳定性和耐久性，以及便于安装和维护。
其次，风轮（葉片）设计是小型风力发电机的核心部分，负责接受风能并驱动发电机发电。
风轮通常由数个叶片组成，常见的材料有玻璃纤维、碳纤维等。
在设计时，需要考虑到叶片的形状、长度和材料的选择，以提高风轮的效率和稳定性。
风轮的设计应考虑到叶片的形态优化，以降低风阻和噪音，提高风能的利用率。
通常采用的形状有直接扇形、折叠扇形、三角扇形等，可以通过风洞实验和仿真计算来确定最佳形状。
此外，风轮还需要考虑叶片的长度和数量，以适应不同风速和功率要求。
第三，发电机是将风能转换为电能的关键设备。
通常采用的是永磁同步发电机，可以有效提高发电效率。
永磁同步发电机结构简单、效率高、体积小、重量轻，是小型风力发电机中较为常用的一种类型。
同时，发电机还需要配备适当的传感器和电器设备，以确保风能可以稳定地转换为电能，并兼容与电网或电池的连接。
最后，控制系统是小型风力发电机的重要组成部分，主要用于监测风速、机组运行状况、电压输出等，并根据实时情况对发电机进行调节。
控制系统通常包括风速传感器、转速传感器、电流传感器、电压传感器、电池管理系统等。
这些传感器和电器设备可以与发电机和电网进行连接，实现风力发电机的自动化控制和监测。
总之，小型风力发电机的总体结构设计需要考虑到塔架结构、风轮（葉片）设计、发电机和控制系统。
这些设计要素的合理搭配和优化可以提高风力发电机的效率、稳定性和可靠性，为户外和偏远地区提供可持续的电力供应。
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。
小型风力发电机控制器设计(毕业设计)
1．1本课题的意义
1.1.1风力发电的意义
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[1]。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。我国幅员辽阔，居民分布东多西少。考虑到生活在边远地区的农、牧民以及沿海地区岛屿上的渔民、边、海防哨所、通讯塔站及微波中继站等居民的用电特点，用常规电网覆盖他们十分困难，而且也很不经济。因此在我国的许多边远地区，电力短缺造成经济，文化与教育的严重落后。但由于这些地区一般风力资源比较丰富，因此在这些地区大力推广小型风力发电机系统的应用也将是一种比较理想的策略[2]。
在充电过程中，蓄电池内的电化学反应释放热量；此外，充电电流流过蓄电池的内阻时，也产生热量，蓄电他的温度因此升高[8]。蓄电池充电电流越大，温升越高，就是这个缘故。充电时还伴随着一个很难避免的副反应，就是电解水生成氢气和氧气。特别是充电后期，电压升高了，电能主要消耗在电解水方面，而且对极板活性物质很不利。因此在充电过程中要对蓄电池进行过充电保护。
铅蓄电池放电时，它的大部分化学能转换成电能供给外电路，一小部分化学能转换成热能散失掉。同时活性物质和电解液转变成PbSO4+2H2O+PbSO4这个物质体系。在放电过程中，蓄电池内的电化学反应吸收热量，内阻产生的热量被电化学反应吸收，所以放电时蓄电池温升较低。
充电时，蓄电池把外界传输给它的电能转换成化学能储蓄到Pb+2H2S04+S02这个物质体系之中。这个物质体系比PbSO4+2H20+PbSO4含有更多的化学能。因此，刚充足电的蓄电池电压高，电解液浓，能量多。所以要特别注意和小心避免发生短路。
毕业设计 风力发电
毕业设计风力发电风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术。
随着全球对可持续发展的需求不断增加，风力发电作为一种清洁、环保的能源选择，受到了广泛关注。
在我即将毕业的大学生涯中，我有幸参与了一项与风力发电相关的毕业设计项目，这个过程不仅让我对风力发电有了更深入的了解，还让我体会到了团队合作的重要性。
在这个毕业设计项目中，我们小组的任务是设计一种新型的风力发电机，以提高发电效率和降低成本。
我们小组由五名成员组成，分别负责不同的任务，包括风力发电机的结构设计、材料选择、发电效率测试等。
在整个项目中，我们充分发挥了各自的专长和创造力，共同努力解决问题。
首先，我们进行了大量的文献研究，了解了目前市场上已有的风力发电机的设计和工作原理。
我们发现，传统的风力发电机存在一些问题，比如转子叶片的设计不够优化，风向跟踪系统的精度不高等。
因此，我们决定在这些方面进行改进。
在结构设计方面，我们采用了一种新型的转子叶片设计，利用了气动力学原理，使得风力发电机在低风速下也能发挥较高的效率。
同时，我们还引入了一种自适应风向跟踪系统，能够根据实时风向进行调整，以确保风力发电机始终正对着风。
在材料选择方面，我们考虑了成本、耐久性和可再生性等因素。
最终，我们选择了一种轻质但坚固耐用的复合材料作为转子叶片的材料，这不仅能够降低制造成本，还能够延长风力发电机的使用寿命。
为了测试我们设计的风力发电机的发电效率，我们搭建了一个实验平台，并进行了一系列的实验。
通过对不同风速下的发电效率进行测试，我们发现我们的设计相比传统的风力发电机有明显的提高。
这让我们对我们的设计感到非常满意，并对未来的应用前景充满信心。
通过这个毕业设计项目，我不仅学到了很多关于风力发电的知识，还锻炼了自己的团队合作能力。
在整个项目中，我们小组成员之间密切合作，相互支持，共同解决问题。
每个人都能够充分发挥自己的专长，同时也学会了倾听和尊重他人的意见。
这种团队合作的经验将对我未来的职业发展有着重要的影响。
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。
风力发电机毕业设计
Uyao本科生毕业设计（论文）（ 2011 届）工程技术系题目：林内小型风力发电机风叶的设计学生姓名：周杰学号：200708310313专业班级：机械设计制造及其自动化071班指导教师：职称：职称：年月日林内小型风力发电机风叶的设计机械设计制造及其自动化071班周杰指导老师徐云杰摘要：能源是人类社会发展进步的动力和保障，也是社会和经济发展的基础。
随着全球经济的高速发展，煤炭、石油、天然气等常规能源快速、大量的消耗，让人类不但面对资源日趋枯竭的压力，而且受到环境不断恶劣的威险[1]。
能源和环保已成为人类生存和发展所需解决的紧迫问题。
因此，改善能源结构、利用可再生能源、减轻环境污染、提高人民生活质量，已成为全球能源工业关注的一个热点[2]。
风能是一种情结的可再生能源，储量丰富、取之不尽、用之不竭。
目前在风力发电机组的主要技术上，我国尚处于较低的水平，尤其是对于垂直轴风力发电机而言，由于缺乏足够的工程可供借鉴，也没有成熟的规范可供参考，其设计仍然停留在传统的结构形式。
本文分别对升力型叶片和阻力型叶片进一步的分析，通过组合创新结合两者的优点，设计出适合在林内使用的小型垂直轴风力发电机，有效利用自然资源，为人类创造更大财富。
关键词：垂直型风力发电机，风叶Abstract: Wind is renewable and clean energy, so wind power generation is an important means to ease energy shortages and environmental pressures. At present, about the main design technology of wind turbine, China is still at a relatively low level, especially for vertical axis wind turbine. Since there is no adequate engineering practice to draw on and no mature standard for reference, its design is still stuck in the traditional structure.Keyboard:目录1绪论 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
小型风力发电机总体结构的设计最终版
小型风力发电机总体结构的设计最终版随着全球对于可再生能源的需求不断增加，风力发电机的应用越来越广泛。
小型风力发电机具有结构简单、易于维护、占地面积小等优点，因此被广泛应用于家庭、学校、农村及野外等小规模的电力供应场所。
本文主要围绕小型风力发电机的总体结构进行设计和优化，使其能够更加高效地转化风能为电能。
一、总体结构简介小型风力发电机主要由风轮、支架、叶轮轴、电机、发电机、电池等组成。
其中风轮是最基本的元素，是通过捕捉和利用风能转化为机械能的重要部分。
支架则是固定风轮和叶轮轴的重要组成部分。
叶轮轴将风轮的动能传递到电机和发电机上，电机将机械能转化为电能，发电机将电能储存到电池中进行供电。
二、风轮的结构设计风轮是小型风力发电机最重要、最基本的部分，其结构设计的合理与否直接影响到整个系统的发电效率。
因此在风轮的设计过程中，需要考虑以下几个主要的因素：1. 叶片形状设计: 叶片是风轮捕捉风能的最重要部分，因此可以采用多种不同的叶片形状来适应不同的风速和风向。
在选择叶片形状时，需要能够最大化风能的收集，同时减小风轮的阻力。
2. 材料的选择: 在风轮的材料选择上，可以考虑使用轻质、耐腐蚀、耐高温的材料，如碳素纤维、玻璃纤维等。
同时也要考虑到材料的成本和可用性。
3. 风轮的直径：风轮的直径也会直接影响到发电效率，因此需要根据实际情况选择一个适当的直径。
在选择风轮直径时，需要考虑到电机和发电机的额定电压和电流。
三、电机和发电机的设计电机和发电机是将机械能转化为电能的重要部分，其设计的合理与否也会直接影响到系统的发电效率。
在设计电机和发电机时，需要考虑以下几个因素：1. 铜线的直径和长度: 铜线是电机和发电机中重要的传导介质，其直径和长度会直接影响导电的效率。
2. 铁芯的制造: 在电机和发电机的制造过程中，铁芯的质量会直接影响到发电效率，因此需要选择高质量的铁芯，以确保发电效率。
四、电池的选择电池是将电能储存到系统中的重要部分，因此在选择电池时，需要考虑以下因素：1. 电池的类型: 目前常用的电池有铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。
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.。
分布式能源小型风力发电系统的研究与设计毕业设计
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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。
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。
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
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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。
截止2005年底，全世界并网运行的风力发电机总装机容量达到59237 MW ,是1996年装机容量的9.76倍②。
风力发电近几年发展如此之快，是因为它有许多优点:1.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1/4，在二、三年内就可以收回全产投资;2.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;3.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③。
1.2 课题的研究现状及已有成果1.2.1研究现状我国风电的利用大体上采用三种方式，一是户用式，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100～300W，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，统一向各家各户供电或每天为其更换蓄电池，单机容量为1～５kW。
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。
1.2.2已有成果1.2.2.1 FD2.5—300型风力发电机1)性能特点FD2.5—300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1和图2。
图1 FD2.5—300型风力发电机图2 FD2.5—300型风力发电机输出特性2）主要技术指标叶片型式：木质芯，外表包玻璃钢风轮直径：2.5米叶片数：3片风能利用系数：0.42额定风速：8米/秒额定转速：400／分额定功率：300瓦最大发电量：500瓦调速方式：偏侧并尾工作风速范围：3～25米/秒发电机型式：三相交流永磁式发电机直流额定电压：24伏、36伏、48伏控制/逆变交流电压：AC220伏(±10％方波或正弦波)；频率：50赫兹±1％储能方式：120安·时，蓄电池2只或3、4只串联塔架型式:立柱拉索式塔架风机高度：5米整机重量：175千克1.2.2.2 FD7—5000／9型风力发电机1)性能特点FD7一5000／9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2.5干瓦、5千瓦、10千瓦三种功率档次、8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3、图4。
图3 FD7-5000/9型风力发电机图4 FD7-5000/9型风力发电机输出特性2)主要技术指标叶片型式：木质芯，外表包玻璃钢结构叶片数:2片风轮直径：7米风轮标定转速(额定转速)：195/分风轮最高允许转速：250/分启动风速：4米/秒额定风速：9米/秒最高安全运行风速：60米/秒发电机型式：电容励磁异步额定功率：5000瓦额定电压：交流380伏机头重量(塔架以上部分)：560千克利用方式：BAT(充电储能式)；CHA(电阻加热式)；MOT(驱动电动机式)；RES(并网式)蓄电池容量：350安·时塔架高：12米整机重量：2500千克1.3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。
其一是风力机，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，小型风力发电机一般将风力发电机组发出的电能用储能设备储存起来(一般用蓄电池)，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5。
图5 风力发电机系统方框图本课题的研究内容包括:1、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一。
2、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Solidworks建立叶片的三维实体模型。
3、根据功能要求设计一变速器装置，其实达到改变方向的功能。
第二章风能资源2.1风的重要性2.1.1什么是风提到风，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，用科学的说法就是：地球表面的空气水平运动称之为风。
太阳辐射对地球表面不均匀件加热是形成风的主要成因。
太阳对地球的辐射，透过厚厚的大气层，到达地球表面，地球表面各处(海洋和陆地；高山岩石和平原土壤；沙漠、荒原和植被、森林地区)吸收热量不同；由于地球自转、公转、季节、气候的变化和昼夜温差的影响，使地表各处散热情况也各不相同，散热多的地区，靠近地表的空气受热膨胀，压力减少，形成低气压区，这时空气从高气压区向低气压区流动，这就产生了风。
地形、地貌的差异，地球自转、公转的影响，更加剧了空气流动的力量和流动方向的多变性，使风速和风向的变化更加复杂⑤。
2.1.2风的特性风作为一种自然现象，有它本身的特性。
通常采用风速、风向、风频等基本指标来表述。
(1)风速：空气在单位时间内运动的距离，用米/秒或千米/时作为计量单位。
例如空气在1秒钟内运动了3米，那么风速就是3米/秒。
由于风是不断变化的，通常所说的风速是指一段时间内各瞬时风速的算术平均值，即平均风速。
风速可由测风仪测量得到。
(2)风速随高度的变化：从地球表面到10000米高空层内，空气的流动受到涡流、黏滞和地面摩擦等因素的影响，风速随着高度的增加而增大。
通过实验，我们常用的计算风速随高度的变化的公式有:指数公式：v＝v1(h／h1)n（2-1）对数公式：v=v1（lgh/h0）/（lgh1/h0）（2-2）式中：v1——高度为h1的风速；h0——风速为零的高度；n——值取决于地面的平整度(粗糙度)和大气的稳定度，取值范围为1/8—1/2。
在开阔、平坦、稳定度正常的地区，n值取1/7。
(3)风频：分为风速频率和风向频率。
风速频率：各种速度的风出现的频繁程度。
对于风力发电的风能利用而言，为了有利于风力发电机平稳运行，便于控制，希望平均风速高、而风速大小变化小。
风向频率：各种风向出现的频繁程度。
对于风力发电的风能利用而言，总是希望某一风向的频率尽可能的大。
2.2风能的特点和限制性2.2.1风能的特点大家可能深有体会，在大风中会站立不稳，说明风具有能量。
风所具有的动能我们称为风能，是指空气相对地面做水平运动的时候所产生的动能。
根据理论计算和实践结果，我们把具有一定风速的风，通常是指3米/秒到20米/秒的风作为一种能量资源加以开发，用来做功(如发电)，我们把这一范围的风称为有效风能或风能资源。
因为风速低于3米/秒时，它的能量太小，没有利用的价值，而风速大于20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13个等级，如表2-1所示，在没有风速计的时候，可以根据它来粗略估计风速⑥。
表2-1 风力等级表续表大风所具有的能量是很大的。
风速为9—10米/秒的5级风，吹到物体表面上的力，每平方米约为10千克；风速为20米/秒的9级风，吹到物体表面上的力，每平方米约为50千克；风所含的能量比人类迄今为止所能控制的能量要大得多。
2.2.2 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①蕴藏量大：我们已知道风能是太阳能的一种转换形式，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一样照射地球60亿年左右。