小型垂直轴风力发电机设计
100w小型垂直风力发电机参数
100w小型垂直风力发电机参数100w小型垂直风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备。
它的参数包括额定功率为100瓦特、垂直轴、小型化设计等特点。
本文将从设计原理、结构特点、优点和应用领域等方面介绍100w小型垂直风力发电机。
一、设计原理100w小型垂直风力发电机采用垂直轴设计，其工作原理是利用风的动力将风能转化为机械能，再经过发电机转化为电能。
垂直轴设计使得发电机可以在风向变化较大的情况下仍能高效工作，提高了发电效率。
二、结构特点1. 叶轮设计：100w小型垂直风力发电机的叶轮采用了特殊的气动轮廓设计，利用空气动力学原理使得风能能够更充分地转化为机械能。
2. 发电机设计：该发电机采用高效的永磁同步发电机，具有高效率、低噪音和稳定性好等优点。
3. 控制系统：垂直风力发电机配备了先进的控制系统，可以实现风向自适应、风速自适应等功能，提高了发电机的整体性能。
三、优点1. 小型化设计：100w小型垂直风力发电机体积小巧，重量轻，便于安装和维护。
适用于各种场地，如居民楼顶、工业园区等。
2. 高效能转化：该发电机采用了先进的设计和材料，能够更高效地将风能转化为电能，提高了发电效率。
3. 低噪音：垂直风力发电机采用了低噪音设计，减少了对周围环境和人的影响，适用于城市和居民区等噪音敏感场所。
四、应用领域1. 居民用途：100w小型垂直风力发电机适用于居民楼顶、农村地区等，可以为家庭供电，满足一部分日常用电需求。
2. 农业用途：发电机可以用于农村地区的灌溉系统、农机设备等，为农民提供电力支持。
3. 工业用途：垂直风力发电机可以应用于工业园区、建筑工地等场所，为设备供电，减少对传统电网的依赖。
总结：100w小型垂直风力发电机是一种高效、小型化的风能利用设备。
其采用垂直轴设计，具有高效能转化、低噪音等优点。
适用于各种应用场所，如居民用途、农业用途和工业用途等。
随着对可再生能源需求的增加，100w小型垂直风力发电机将在未来得到更广泛的应用。
一种垂直轴风力发电机的结构设计
一种垂直轴风力发电机的结构设计摘要:本文首先研究了垂直轴风力发电机的分类以及各种不同结构的优缺点,并在此基础上设计了一种新型的垂直轴风力发电机,该新型风力发电机提高了发电机的能量转换效率,同时具备了低风速启动的性能,占用空间体积较小,安全性高。
关键词:风力发电机垂直轴风轮结构设计小型风力发电机的型式有两种:垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机,比较两者后可发现垂直轴风力发电机具有风向影响小、风能利用系数高、启动风速低、可靠性高、安全风速工作范围大、噪声污染小、外形美观等诸多优势,因此，本文将设计一种新型的垂直轴风力发电机。
1 垂直轴风力发电机的分类垂直轴风力发电机可分为两个主要类别[1]：一类是利用空气动力的阻力作功,典型的结构是S型风轮。
它由两个轴线错开的半圆柱形叶片组成,其优点是启动转矩较大,缺点是由于围绕着风轮产生不对称气流,从而对它产生侧向推力。
对于较大型的风力发电机,因为受偏转与安全极限应力的限制,采用这种结构形式是比较困难的：另一类是利用翼型的升力作功,最典型的是达里厄(Darrieus)型风力发电机,是水平轴风力机的主要竞争者。
达里厄风力发电机有多种形式,基本上是直叶片和弯叶片两种。
叶片具翼型剖面,空气绕叶片流动产生的合力形成转矩。
简而言之,垂直轴风车可分为两大类,一类是阻力型垂直轴风车;一类是升力型垂直轴风车。
阻力型垂直轴风车以萨夫纽斯风车为代表;升力型垂直轴风车以达里厄(Darrieus)型风车为代表。
2 垂直轴风力发电机的基本参数计算式中:p为当地空气密度,kg／m3;S为风轮扫风面积,m2;V为上游风速,m／s。
式中:n为风轮转速,r／min;R为叶尖半径,m;V为上游风速,m／s;为风轮角速度,rad／s。
式中:M为转矩;D为风轮直径。
3 几种垂直轴风力发电机简介小型风力发电机的风轮形式多种多样,但是对其归类可以归纳为两类,水平轴风力发电机风轮和垂直轴风力发电机风轮。
其中采用垂直轴风力发电机风轮相对于水平轴的风力发电机风轮来说具有如下优势[2]:安全性高、无需调向、启动风速低、噪音低、抗风能力强、风能利用率高等。
一种垂直轴风力发电机的结构设计
别…： 一类是利 用空气动 力的阻力作功 ， 典
型 的结 构 是 Ｓ型风 轮 。 它 由两 个 轴 线错 开 的
Ｖ为 上游风 速 ， ｍ／ Ｓ 。 （ ２ ） 尖速Ｉ ： Ｌ Ａ
，
半 圆柱 形 叶 片 组 成 ， 其 优 点 是 启 动 转 矩 较 大， 缺 点是 由于 围 绕 着 风 轮 产 生 不 对 称 气 流， 从而 对 它产 生 侧 向推 力 。 对 于 较 大 型 的 风力发 电机 ， 因为 受 偏 转 与 安 全 极 限 应 力 的限制， 采 用这 种 结 构 形 式 是 比 较 困 难 的 ：
小、 外 形 美 观 等 诸 多优 势 ， 因此 ， 本 文 将 设 计一种新 型的垂直轴风 力发电机 。
厄（ Ｄ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｕ ｓ ） 型 风车 为 代 表 。
样， 但 是 对 其 归 类 可 以 归纳 为 两 类 ， 水 平轴 风 力 发 电机 风 轮 和 垂 直 轴 风 力 发 电 机 风 轮。 其 中 采 用 垂 直 轴 风 力 发 电机 风 轮 相 对
于 水 平 轴 的 风 力 发 电 机 风轮 来说 具 有 如下
２ 垂直轴风 力发 电机的基本参数计算
（ １ ） 风能利用系数Ｃ ｐ
１ 垂直轴风力发 电机 的分类
垂 直 轴 风 力 发 电机 可分 为 两 个 主 要 类
优势［ ２ ］ ： 安全性高 、 无需调 向、 启动风速低 、 式中： ｐ 为 当地 空 气密 度 ， ｋ ｇ／ｍ ；
度高 。
４ 一种新型风 力发 电机 设计
为 了克 服 现 有 的 旋 翼 型 （ Ｈ型 ） 风 力 发 电机 风 轮 体积 太 大 的缺 点 、 达 里 厄 型（ 中型）
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。
关键词：风力发电机小型风力发电机风力垂直轴AbstractKey words：设计的300W小型垂直轴风力发电机，并设置了多种传感器，充分应用原发动机的电控系统，实现精确控制。
2．1 压力调节器压力调节器上装有压力传感器且与驾驶室内控制面板相连，这样在驾驶室内即可通过压力值了解风力的大小。
在压力调节器前分别安装有加温器和过滤器。
其中加温器是为了给风加热，以避免因风压力降低吸收热量而使压力调节器冻结。
过滤器是为了滤除气体中的杂质，以避免减压器阀口被堵塞。
风力压力调节器后连接电磁阀，当发动机出现故障或发动机熄火时，电磁阀自动切断风的供给。
2.2 气体流量阀气体流量阀可精确控制双风力工作状态下的风力流量。
其内有一小容积室，与风力喷射器、风压力传感器和温度传感器相连，2个传感器分别测出容积室中风的压力和温度。
中央控制器(ECU)将实测风压力与存储在ECU内的目标压力值相比较，根据二者的差值调整容积室的容积，保证确的风喷射量。
风以1O～80 Mpa的喷射压力喷入时进气道内，与空气充分混合后进入气缸。
风力喷射器的喷孔与空气的流向相反，使风与空气充分混合。
2.3 中央控制器ECU是YC6108双风力发动机的控制核心，它接受8个传感器的信息，通过计算分析处理后，向空气风力控制器及气体流量阀等主要执行器发出指令，控制双风力状态下的空气量以及风力的流量，进而保证发动机的性能。
ECU具有故障自诊断功能。
当控制系统出现问时，ECU 自动记录错误信息，并将错误代码在控制面板上显示出来。
它可自动记录风流量、空气流量风温度和压力、进气温度、进气压力等3O余个参数随时间变化的曲线，并进行分析。
2.4 空气风力控制器空气风力控制器安装在喷油泵的后端。
发动机在双风力工作状态时，ECU 按照其内设定的风力MAP，通过控制步进电机的行程从而控制喷油泵齿条的位移量来控制在双风力工作状态的空气风力。
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。
毕业设计方案——小型垂直轴风力发电系统
山东华宇职业技术学院高职毕业生毕业设计<论文）课题名称小型垂直轴风力发电系统设计专业机电一体化班级 09高职机电5班学号 ***********姓名张晟铭指导教师王爱玲毕业设计<论文）任务书毕业设计<论文）题目：小型垂直轴风力发电系统设计专业：机电一体化专业姓名：张晟铭毕业设计<论文）工作起止时间：2018年10月——2018年11月毕业设计<论文）的内容要求：<1）本设计主要讨论大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及其相关技术解决措施,主要包括大规模风电并网对电压的影响及风电场的电压控制问题。
<2）大规模风电并网对稳定性的影响及风电机低电压穿越能力的问题。
大规模风电并网对调度运行的影响和风电功率预测的必要性3方面内容,并针对每一个问题提出了相关的应对策略。
<3）本设计对大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定的问题进行了分析探讨, 并在此基础上提出了相关的技术解决措施。
指导教师<签名）：年月日毕业设计开题报告一、课题设计<论文）目的及意义风力发电是21世纪重要的绿色能源,也是化石能源的重要替代能源之一。
加快发展风力发电,是世界许多国家解决能源可持续利用的重要举措。
我国风电发展迅速,但同时也带来了大规模风电并网的问题。
本设计主要讨论大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及其相关技术解决措施,主要包括大规模风电并网对电压的影响及风电场的电压控制问题。
大规模风电并网对稳定性的影响及风电机低电压穿越能力的问题。
大规模风电并网对调度运行的影响和风电功率预测的必要性3方面内容,并针对每一个问题提出了相关的应对策略。
1、培养学生综合运用理论知识，及独立分析原因。
2、根据风力发电机工作性能的要求，运用所学专业知识，学会制定故障诊断过程的能力。
3、培养学生学习和应用各种先进技术资料，特别是对风力发电的技术资料有一定的涉及，以便能掌握其故障诊断、检测的方法和步骤。
小型垂直轴风力发电系统设计
小型垂直轴风力发电系统设计【引言】随着能源需求的增加和对可再生能源的认知，风力发电被广泛应用于各种规模的发电项目中。
而小型垂直轴风力发电系统由于其独特的设计特点，被认为是一种适用于城市和低风速地区的理想选择。
本文将设计一个小型垂直轴风力发电系统，以满足家庭或小型建筑物的基本能源需求。
【设计方案】1.机械部分设计：小型垂直轴风力发电系统主要包括垂直轴叶轮、轴承、发电机和塔架。
其中，垂直轴叶轮的设计应考虑到建筑物周围的风向和风速，以及叶轮的形状和大小对风能利用的影响。
轴承的选用应具备耐高速、低摩擦和长寿命等优点。
发电机应选用适合小型风力发电系统的低速稳定类型。
塔架的设计应考虑到高度、稳定性和安装便捷性。
2.控制系统设计：控制系统主要包括风速检测、转速调节和发电机控制。
风速检测可以采用风速传感器，通过实时监测风速来调节转速。
转速控制可以通过变频器进行调节。
发电机控制则需要实现电能的储存和输出。
3.电气系统设计：电气系统主要包括逆变器、电池组和电网连接。
逆变器将直流电转换为交流电，供给家庭或建筑物的用电设备。
电池组的设计可以通过并联并备份的方式来储存风能。
当风力不足或无法满足需求时，可以从电池组中获取电能。
电网连接则通过智能电网技术，将多余的电能输出到电网，从而实现电能的共享和交换。
【关键技术】1.垂直轴叶轮的优化设计：通过测试和模拟分析的方法，选择合适的叶片数目、形状和角度，以提高风能的利用效率。
2.风速检测和转速控制：采用先进的风速传感器和变频器进行风速检测和转速控制，以实现风能的最大化利用。
3.电池组的设计：选择合适的电池类型和配置方式，以实现电能的储存和输出，保证系统的稳定性。
【实施步骤】1.设计垂直轴叶轮：根据风速和建筑物周围环境的特点，设计合适的垂直轴叶轮形状和尺寸。
2.选择轴承和发电机：根据叶轮的重量和转速要求，选择适合的轴承和发电机。
3.设计塔架：根据叶轮的高度和稳定性需求，设计合适的塔架结构。
小型垂直轴风力发电系统的设计
适用经济型小型垂直轴风力发电系统的设计1．小型垂直轴风力发电系统的分类(1)桨叶式风力机桨叶式风力机是一种阻力型风力机，因它的叶片形状而得名。
这种风力机的关键集中在如何减少逆风方向叶片的阻力，对此有许多设计方案。
使用遮风板的，也有改变迎风角的，不过桨叶式风力机的效率很低，除了在日本局部地区曾经使用过外，实际上几乎没有制造和使用的实例。
一般来说，这种风力机归类为垂直轴型，但是也有把它设计成水平轴的。
(2)萨布纽斯式风力机萨布纽斯式风力机是20年代发明的垂直轴风力机，它以发明者萨布纽斯的名字命名(我国有时称它为S型风力机)。
这种风力机通常由两枚半圆筒形的叶片所构成，也有用三一四枚的。
这种风力机往往上下重叠多层。
效率最大不超过10％，能产生很大的扭矩。
在发展中国家有人用它来提水、发电等。
(3)达里厄型风力机达里厄风力机是一种新开发的垂直轴式风力机，以法国发明者达里厄的名字命名，下图为普通的Φ形达里厄风力机和特殊的Δ形达里厄风力机。
其叶片多为2—3枚。
该风力机回转时与风向无关，是升力型的。
它装置简单，成本也比较便宜，但起动性能差，因此也有人把这种风力机和一部萨布纽斯风力机组合在一起使用。
(4)旋转涡轮式风力机垂直轴升力型旋转涡轮式风力机，这种风力杉L垂直安装3—4枚对称翼形的叶片。
它有使叶片自动保持最佳攻角的机构。
因此结构复杂价格也较高，但它能改变桨距、起动性能好、能保持一定的转速，效率极高。
这种风机也有把同样的叶片固定安装的形式。
(5)弗来纳式风力机在气流中回转的圆筒或球，可以使该物体的周围的压力发生变化而产生升力。
这种现象叫马格努斯效应，利用这个效应的发电装置叫弗来纳式风力发电装置。
在大的圆形轨道上移动的小车上装上回转的圆筒，由风力驱动小车，用装在小车轴上的发电机发电。
这种装置，是1931年由美国的J·马达拉斯发明的，并实际制造了重15吨、高27米的巨大模型进行了实验。
这个实验的详细情况不清，但时间很短便中止了。
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
一种垂直轴风力发电装置的制作方法
一种垂直轴风力发电装置的制作方法摘要本文介绍了一种使用垂直轴风力发电装置的制作方法。
该装置是一种高效、可靠且环保的可再生能源装置，适用于各种气候条件和地形环境。
本文将详细介绍风力发电装置的设计原理、材料选取、制作步骤和性能测试方法，希望能够为对风力发电感兴趣的读者提供一种参考。
1. 引言随着全球能源危机的加剧和对环境保护意识的不断增强，可再生能源的开发和利用成为了重要的课题。
风力发电作为一种成熟的可再生能源技术，具有广阔的应用前景。
传统的风力发电装置使用水平轴设计，但其存在一些缺点，如复杂的结构、占地面积大等。
为了克服这些问题，垂直轴风力发电装置应运而生。
2. 设计原理垂直轴风力发电装置是一种通过垂直旋转的风力发电装置。
其主要由以下几部分组成： - 垂直轴：该装置的核心部件，通过垂直旋转转化风的力量为机械能； - 叶片：安装在垂直轴上的叶片，能够捕捉风的能量； - 发电机：通过垂直轴的旋转产生电能； - 控制系统：对风力发电装置进行监控和控制。
该设计与传统水平轴风力发电装置相比，具有以下优势：- 结构简单：由于垂直轴直接安装在发电机上，无需传输装置，减少了复杂性； - 占地面积小：垂直轴设计可以使得风力发电装置的高度减小，占地面积较小； - 全方位利用：垂直轴装置可以适应各种风向，并且没有风向限制；3. 材料选取制作垂直轴风力发电装置的材料选取至关重要。
以下是常用的材料列表： - 风轮材料：可以选用金属、玻璃纤维增强塑料等材料，具有较好的强度和耐久性； - 发电机选择：常见的发电机可选用永磁同步发电机，具有较高的效率和稳定性；- 支架材料：可以选用钢材料，具有较强的抗风性能； - 控制系统：选用电子元器件，如传感器、变频器等； - 安全装置：选用可靠的安全开关和制动装置。
4. 制作步骤本部分将详细介绍垂直轴风力发电装置的制作步骤，包括设备准备、组装过程和调试方法。
4.1 设备准备•准备所需的材料和工具，包括风轮材料、发电机、支架材料、控制系统、安全装置等；•仔细阅读风力发电装置的设计图纸和说明书，了解装置的结构和操作要求；•确保所有所需的零件和工具都齐全，并对其进行检查。
小型家用风力发电机设计
第一章 概述1.1 风力发电机概况风能的利用有着悠久的历史。
近年来, 资源的短缺和环境的日趋恶化使世界各国开始重视开发和利用可再生、且无污染的风能资源。
自80年代以来, 风能利用的主要趋势是风力发电。
风力发电最初出现在边远地区, 应用的方式主要有: 1) 单独使用小型风力发电机供家庭住宅使用; 2) 风力发电机与其它电源联用可为海上导航设备和远距离通信设备供电; 3) 并入地方孤立小电网为乡村供电。
随着现代技术的发展, 风力发电迅猛发展。
以机组大型化(50kW ～ 2MW )、集中安装和控制为特点的风电场(也称风力田、风田) 成为主要的发展方向。
20 年来, 世界上已有近30 个国家开发建设了风电场(是前期总数的3 倍) , 风电场总装机容量约1400 万kW (是前期总数的100 倍)。
目前, 德国、美国、丹麦以及亚洲的印度位居风力发电总装机容量前列, 且未来计划投资有增无减。
美国能源部预测2010 年风电至少达到国内电力消耗的10%。
欧盟5 国要在2000～ 2002 年达到本国总发电量的10%左右, 丹麦甚至计划2030 年要达到40%。
中国是一个风力资源丰富的国家, 风力发电潜力巨大。
据1998 年统计, 风力风电累计装机22.36万kW , 仅占全国电网发电总装机的0.081% , 相对于可开发风能资源的开发率仅为0.088%。
中国第一座风力发电场于1986 年在山东荣成落成, 总装机较小, 为3×55kW 。
到1993 年我国风电场总装机容量达17.1MW , 1999 年底, 我国共建了24 个风力发电场, 总装机268MW 。
我国风力发电场主要分布在风能资源比较丰富的东南沿海、西北、东北和华北地区, 其中风电装机容量最多的是新疆已达72.35kW 。
在未来2～ 3 年内, 我国计划新增风电场装机容量将在800MW 以上, 并且将会出现300～ 400MW 的特大型风力发电场。
H型垂直轴风力发电机的结构设计
(3) 结构强度设计要比较不同运行工况荷载 组合 ,确定结构的最不利工况 ,结构必须能够满足 该工况下的安全性设计 。
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参考文献 :
[ 1 ] 严强 ,蒋超奇. 垂直轴风力发电机的发展趋势和应用[J ] . 上 海电力 ,2007 (2) .
(3) 刹车装置 。刹车装置是风力发电机必须 配备的安全控制机构 。停机控制使风力发电机在 需要进行维修 、发生不正常运转或预计发生破坏 性强风时 ,使风力发电机停止运转 。刹车装置由 刹车箍 、刹车蹄 、刹车带 、转轴 、摇臂 、弹簧 、刹车绳 等零件组成 。
(4) 控制器 。控制器通过发电机的输出为负
1 H型垂直轴风力发电机的结构特点
H 型垂直轴风力发电机主要由风轮装置 、发
电机 、刹车装置 、控制器和塔架等部件组成 ,如图
1 所示 。
(1) 风轮装置 。
风轮装置是把风能
转换为机械能的重
要部件 。风轮装置
的设计好坏 ,将直
接决定整个风力发
电机系统的成功与
否 。风轮装置主要
由 主 轴 组 件 、支 持
北京 :中国铁道出版社 ,2001. [ 9 ] 博弈创作室. A PDL 参数化有限元分析技术及其实用实例
[ M ] . 北京 :中国水利水电出版社 ,2004. 收稿日期 :2007209226
作者简介 :牛海峰 (19772) ,男 ,山西人 ,硕士研究生 ,工程 师 ,从事垂直轴风力发电机材料和结构 CA E 分析 ,0212 52360051 ;张 冬 (19792) ,男 ,安徽人 ,本科 ,工程师 ,从事 垂直轴风力发电机械设计及工艺研究 ,021252360051 。
毕业设计方案——小型垂直轴风力发电系统
山东华宇职业技术学院高职毕业生毕业设计<论文）课题名称小型垂直轴风力发电系统设计专业机电一体化班级 09高职机电5班学号 20092080544姓名张晟铭指导教师王爱玲毕业设计<论文）任务书毕业设计<论文）题目：小型垂直轴风力发电系统设计专业：机电一体化专业姓名：张晟铭毕业设计<论文）工作起止时间：2018年10月——2018年11月毕业设计<论文）的内容要求：<1）本设计主要讨论大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及其相关技术解决措施,主要包括大规模风电并网对电压的影响及风电场的电压控制问题。
<2）大规模风电并网对稳定性的影响及风电机低电压穿越能力的问题。
大规模风电并网对调度运行的影响和风电功率预测的必要性3方面内容,并针对每一个问题提出了相关的应对策略。
<3）本设计对大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定的问题进行了分析探讨, 并在此基础上提出了相关的技术解决措施。
指导教师<签名）：年月日毕业设计开题报告一、课题设计<论文）目的及意义风力发电是21世纪重要的绿色能源,也是化石能源的重要替代能源之一。
加快发展风力发电,是世界许多国家解决能源可持续利用的重要举措。
我国风电发展迅速,但同时也带来了大规模风电并网的问题。
本设计主要讨论大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及其相关技术解决措施,主要包括大规模风电并网对电压的影响及风电场的电压控制问题。
大规模风电并网对稳定性的影响及风电机低电压穿越能力的问题。
大规模风电并网对调度运行的影响和风电功率预测的必要性3方面内容,并针对每一个问题提出了相关的应对策略。
1、培养学生综合运用理论知识，及独立分析原因。
2、根据风力发电机工作性能的要求，运用所学专业知识，学会制定故障诊断过程的能力。
3、培养学生学习和应用各种先进技术资料，特别是对风力发电的技术资料有一定的涉及，以便能掌握其故障诊断、检测的方法和步骤。
小型垂直轴风力发电系统设计方案
小型垂直轴风力发电系统设计方案第一章绪论1.1国外风力发电的发展现状及其趋势随着能源紧缺及化石燃料对环境污染日趋严重，开发新型能源成为各国经济发展的关键，目前可再生能源有太阳能、风能、地热能等。
风能发电是目前为止技术最为成熟，历史最为悠久的发电方式，是具有大规模发展潜力的可再生能源，有可能成为重要的替代能源。
自13世纪起，水平轴风车产业就成为了农村经济结构的主要部分，而利用风力发电的历史可以追溯到19世纪晚期，美国的Brush研制了第一台12kW的直流风力机。
Golding(1955)、Shepherd 和Divone(1994)记录了早期的风力机发展史。
1931年，联制造了一台100KW、直径30m的Balaclava(巴拉克拉法帽)风力机；19世纪50年代早期，英国制造了一台100KW、直径24m 的Andrea Enfield(安德鲁-恩菲)风力机。
1956年，丹麦建造了一台200KW、直径24m的Gedser(盖瑟)风力机，1963年法国电力工业试验了一台功率1.1MW、直径35m的风力机。
在德国，Hutter(胡特)于19世纪50年代和60年代建立了一些新型的风力机。
由于石油价格突然上涨，美国开始建造一系列示风力机组，如1975年的功率100KW、直径38m的Mod-0风力发电机组和1987年的功率2.5MW、直径97.5m的Mod-5B风力发电机组。
目前世界上最大的风力发电机是德国制造的E-126，高达120m，风轮直径126m，每个叶片长达61.4m，每片重18t，装机功率达到5MW[1]，如图1-1所示。
图1-1 Enercon的E-126型风力发电机我国风能资源丰富，根据第三次风能普查结果，我国技术可开发的陆地面积约为24×104km2。
考虑到风电场中风力发电机组的实际布置能力，按照5MW/km2计算，陆上技术可开发量为120×104MW。
目前我国风能资源开发利用的重点区域有自治区、省、省、省、省、新疆维吾尔自治区、省等，其中自治区技术可开发量约为50×104MW，居全国之首[2]如图1-2所示。
小型家用垂直轴风力发电系统的设计
清洁能源与新能源小型家用垂直轴风力发电系统的设计范正萍,王心尘,杜华夏,王亚军(厦门大学物理与机电工程学院物理系,厦门361005)摘 要:本文介绍了一种小型家用垂直轴风力发电系统的设计方案。
该系统针对传统萨窝纽斯形(Savonius)风机叶片的形状进行优化———扭曲叶片,对各项动力学参数进行模拟实验及计算。
结果表明,这种扭曲叶片型的Savonius风力机与汽车发动机相结合可以使风能利用效率得到更好的开发。
关键词:垂直轴;风力发电;叶片 中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:100527439(2007)0520279204An innovative Design of V ertical-axis Wind Turbines for H ome UseFAN Zheng2ping,WANG Xin2chen,DU H u a2xia,WANG Ya2jun(Physics Dept.,Xiamen University,Xiamen361005,China)Abstract:An innovative vertical-axis wind power generating system for home use has been proposed and tested.The emphasis is placed on optimizing the configuration of a traditional Savonius rotor(twisting the blades), simulating and experimenting.The computing results show that a Savonius rotor with twisted blades combined witha car-alternator can reach a better coefficient of performance.K eyw ords:Vertical axis,Wind power,Twisted blade,Savonius rotor 随着新能源产业的发展,作为家用的小型水平轴百瓦级风力发电机被越来越多的人们所接受。
垂直轴小型风力发电机设计
黑龙江科学HEILONGJIANG SCIENCE第11卷第20期2020年10月Vol. 11Oct. 2020垂直轴小型风力发电机设计杨永海蔦孟凡召2(1.山东中茂圣源实业有限公司，山东德州253500；2.山东华宇工学院机械工程学院，山东德州253034)摘要：为解决垂直轴小型风力发电机自启、电量存储等问题，分析了我国风力发电设备的特点及应用情况，设计了一种小型垂直轴 风力发电机结构，包括叶片、支撑架、变向器等结构件。
指出了小型垂直轴风力发电机调速系统、启动系统的设计思路，验证了设计结构的可行性。
关键词：垂直轴;小型;风力发电机;设计中图分类号：TM464；TM315 文献标志码：A 文章编号：1674 -7646(2020)20 -0097 -02Design of Vertical Axis Small Wind TurbineYang Yonghai 1, 6eng Fanzhao 2(1. Shandong Zhongmao Shengyuan Industrial Co. , Ltd. , Dezhou 253500, China ;2. School of 6echanicc1 Engineering , Shandong Huayu University of Technology , Dezhou 253034, China )Abstraci : In order to solve the problems of self-stari of verticcl axis small wind turbine and electric quantity , we analyzethe characteristicc and application of existing wind power generation equipment. On this basis , a small vvrticcl-axis windturbine is designed , including vvne , support frame and turning device. We point out the design thinking vertical axis small wind turbine speed ogulving system and start system , Key worbt : Vertical axis; SmaH ； Wind turbine ; Designo 引言风能是可再生能源,资源丰富,来源广,具有安全、 干净的特点［1］（为了缓解日益增长的能源问题和环境问题，世界各国的研究机构都在加速风力发电技术 研究，着力开发各种风力发电机等设备［2］（风力发电机根据其功率大小可以分为50 - 1 000 w 的微型风力发电机、1 ~10 kW 的小型风力发电机、10 ~100 kW 的 中型风力发电机和100 kW 以上的大型风力发电机组。
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小型垂直轴风力发电系统设计[摘要]本文介绍了一种小型垂直轴风力发电系统的设计方案，本系统主要面向沿海高层建筑或边远地区用户。
经过查阅大量文献资料结合必要的理论计算，系统采用四片NACA0012型叶片构成H型达里厄风力机，利用永磁直驱同步发电机将机械能转化为电能，经过电力电子电路对蓄电池进行充电。
文中对主要支撑件和传动件进行了必要的结构校核，对所用的两个角接触球轴承进行了使用寿命校核。
最后以垂直轴风轮和永磁直驱发电机为主要对象，用solidworks软件建立三维模型，设计风力发电系统主要零部件，并简要介绍其控制电路、选择蓄电池型号。
[关键字] 垂直轴风力发电机达里厄 NACA0012翼型Design of the Vertical Axis Wind Turbine[Abstract]This is a design of a kind of vertical axis wind turbine which was used in removed rural area or highrise in seaside city based on related theories. By consulting reference sources and necessary mathematical operation,four NACA0012 air-foil blades were used as the compoments of the H-type Darrieus. The lead-acid bettery was charged by the electrical energy which was generated by a permanent magnet synchronous motor with the operation of power electronic circuits. In this article,some constructures such as the main suppoting parts and the angular contact ball bearings were vertified on the intensity and life. By using of the solidworks2006 software,every important part has a 3D model. We also design a control circuit and bettery breifly.[Keywords] Vertical axis Wind turbine Darrieus NACA0012 air-foil目录第一章绪论 (6)1.1 国内外风力发电的发展现状及其趋势 (6)1.2 小型垂直轴风力发电机发展概况 (7)第二章风力发电基本原理 (9)2.1 风特性 (9)2.1.1 风能量 (9)2.1.2 湍流特性 (9)2.2 风力发电系统结构框架 (10)第三章小型垂直轴风力发电的总体设计 (11)3.1 风力机的种类及选择 (11)3.2 垂直轴风力机空气动力学 (13)3.2.1 风能利用率 (14)3.2.2 Cp-λ功率特性曲线 (15)3.2.3 贝茨极限 (15)3.2.4 叶尖速比 (16)3.2.5 风力机的功率及扭矩计算 (16)3.3 叶片选型 (17)3.3.1 叶片实度 (18)3.3.2 叶片形状及材料 (19)第四章电气设备及传动设计 (21)4.1 基本原理 (21)4.1.1 法拉第电磁感应原理 (21)4.1.2 相位角及功率因数 (21)4.2 转化装置 (22)4.2.1 直驱式永磁同步发电机 (22)4.2.2 电气系统电路设计 (22)4.3 传动系统结构设计及计算 (23)4.3.1 传动轴的设计 (23)4.3.2 轴承的计算及选型 (25)第五章刹车装置及其他部件设计 (30)5.1 刹车装置 (30)5.1.1 刹车装置原理 (30)5.1.2 刹车结构受力计算 (32)5.2 塔架的设计 (33)5.2.1 支撑件受力分析 (33)5.2.2 拉索的受力计算 (35)5.3 蓄电池和选型 (36)5.3.1 蓄电池的种类及工作基本原理 (36)5.3.2 蓄电池选型 (37)5.4 箱体的设计 (37)5.4.1 箱体的外形设计 (37)5.4.2 箱体的防锈与密封 (38)结论 (39)致谢语 (40)参考文献 (41)附录 (42)引言当前火力发电仍然是主要的发电方式，其高污染高能耗正一步步吞噬着地球脆弱的生态环境，地球急需一种环保高效的可再生能源来替代火力发电。
风力发电不像火力发电那样需要大量的煤炭、水力发电那样需要建造巨大的水库，也不像核电那样需要消耗铀，它不需要燃料就可以源源不断地产生能源，建好之后除了日常的维护费用外几乎不需要其他费用支持。
风力发电的用法很多，既可以并网使用也可以离网使用，可以同太阳能一起使用，也可以单独构成大型风力发电厂。
风力机的种类千奇百怪，设计思路五花八门，充分发挥了人类丰富的想象力和创造力，按轴的方向分有水平轴风力机、垂直轴风力机，按驱动方式分有升力型和阻力型等等。
虽然目前世界各地的大部分风场所用的风力机为水平轴的，但由于垂直轴风力机，尤其提到达里厄型风力机，有着优越的空气动力性能，提高了效率，并且很大程度降低了造价，所以近年来广泛受到各国研究人员的关注。
垂直轴风力机的旋转半径可以小至一两米，也可以大到数十米，发电风速范围比较广。
第一章绪论1.1国内外风力发电的发展现状及其趋势随着能源紧缺及化石燃料对环境污染日趋严重，开发新型能源成为各国经济发展的关键，目前可再生能源有太阳能、风能、地热能等。
风能发电是目前为止技术最为成熟，历史最为悠久的发电方式，是具有大规模发展潜力的可再生能源，有可能成为重要的替代能源。
自13世纪起，水平轴风车产业就成为了农村经济结构的主要部分，而利用风力发电的历史可以追溯到19世纪晚期，美国的Brush研制了第一台12kW的直流风力机。
Golding(1955)、Shepherd 和Divone(1994)记录了早期的风力机发展史。
1931年，苏联制造了一台100KW、直径30m的Balaclava(巴拉克拉法帽)风力机；19世纪50年代早期，英国制造了一台100KW、直径24m 的Andrea Enfield(安德鲁-恩菲)风力机。
1956年，丹麦建造了一台200KW、直径24m的Gedser(盖瑟)风力机，1963年法国电力工业试验了一台功率1.1MW、直径35m的风力机。
在德国，Hutter(胡特)于19世纪50年代和60年代建立了一些新型的风力机。
由于石油价格突然上涨，美国开始建造一系列示范风力机组，如1975年的功率100KW、直径38m的Mod-0风力发电机组和1987年的功率2.5MW、直径97.5m的Mod-5B风力发电机组。
目前世界上最大的风力发电机是德国制造的E-126，高达120m，风轮直径126m，每个叶片长达61.4m，每片重18t，装机功率达到5MW[1]，如图1-1所示。
图1-1 Enercon的E-126型风力发电机我国风能资源丰富，根据第三次风能普查结果，我国技术可开发的陆地面积约为24×104km2。
考虑到风电场中风力发电机组的实际布置能力，按照5MW/km2计算，陆上技术可开发量为120×104MW。
目前我国风能资源开发利用的重点区域有内蒙古自治区、辽宁省、河北省、吉林省、甘肃省、新疆维吾尔自治区、江苏省等，其中内蒙古自治区技术可开发量约为50×104MW，居全国之首[2]如图1-2所示。
图1-2 全年平均风能密度分布在国家可再生能源发展规划和风电装备国产化等相关政策的支持下，我过风电产业得到了快速发展，2009年中国（不含台湾省）新增风电装机10129台，容量13803.2MW，年同比增长124%；累计风电装机21581台，容量25805.3MW，年同比增长114%。
台湾省当年新增风电装机37台，容量77.9MW；累计装机227台，容量436.05MW[3]，如图1-3所示。
图1-3历年我国装机储量1.2小型垂直轴风力发电机发展概况垂直轴风力机（Vertical Axis Wind Turbine或VAWT）的风轮轴与风向垂直，风轮的转动与风向无关，但是由于其启动风速较高且功率不稳定，其发展并不像水平轴风力机那么迅速。
随着计算科学的飞速发展，垂直轴风力机的优异空气动力性能（尤其是达里厄风力机）渐渐为世人所认识，近年来广泛受到各国研究人员的关注。
国外较大的风力发电公司有加拿大的Cleanfiled Energy公司，其主导产品是一种额定功率为3.5kW的升力型叶轮风力发电机，整套系统由玻璃钢纤维和钢材组成，约重181.4kg，叶轮高3m，轮辐直径2.5m。
2006年，中国垂直风力发电机实验基地在内蒙古化德县启动运行，目前50kW小样机组已投入运行开始发电，如图1-4所示。
2007年，西峡瑞发水电设备公司和哈尔滨发电设备研究中心联合开发设计的1.5MW垂直轴永磁风力发电机研制成功，并在张家口风电场安装运行。
图1-4 德化县50kW垂直轴风力机第二章 风力发电基本原理2.1 风特性2.1.1 风能量空气的流动现象称为风，风是由于不同地方的空气受热不均匀，从一个地方向另一个地方运动的空气分子产生的，风的能量就是空气分子的动能，如图2-1所示。
图2-1 空气流的动能风功率计算公式为 /P W t =m V ρ=V S L =⨯联立以上各式得312P Sv ρ= （2.1）从式（2.1）容易看出风速对风能的影响是最大的，因此在沿海地区设计风力机时必须要考虑强台风对设备的影响。
2.1.2 湍流特性湍流指的是短时间内的风速波动，随着海拔、气候、地形等变化。
影响湍流的因素很多，产生湍流的主要原因有：1.由地形差异引起的气流与地表的摩擦。
2.由于空气密度差异和气温变化的热效应空气垂直运动。
湍流往往是有这两种原因相互作用形成的。
湍流无法用简单的数学公式完整的表达出来，其复杂程度超出了人类现有的认识能力。
虽然它的活动遵循一定的定律，但是人类想要用这些定律来描述湍流过程是相当困难的，因此只能通过统计学来大致描述湍流。
湍流风速变化基本上服从高斯函数，风速变动相对于风速均值服从正态分布,湍流强度I 是用来描述湍流总体水平的，计算公式如下[4]：/I U σ= （2.2）式中I 为湍流强度；σ为脉动风速的均方根；2σ为脉动风速动能；U 为10min 平均风速。