毕业设计方案——小型垂直轴风力发电系统
小型风力供电系统的设计毕业设计说明书
（二 〇 一 一 年 六月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：宁树强 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：陈爱国 教授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，要求是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.。
垂直轴风力发电机设计
毕业设计（说明书）2012 届题目垂直轴风力发电机设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名╳╳╳学号指导教师╳╳╳论文字数完成日期湖州师范学院教务处印制原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
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论文作者签名：日期：指导老师签名：日期：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。
本设计利用机电一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Vertical axis wind turbine designAbstract: The graduation project is mainly to complete the vertical axis wind turbine design. Wind power in rapid development, in which small generation units with its simple equipment, low cost, high wind energy utilization rate, starting, braking performance is good wait for an advantage, get more and more popular. This paper mainly introduces the small-scale wind turbine mechanical structure part, from the independent type of wind turbine characteristics, operation characteristics, protection measures and other aspects, introduced the implementation of unmanned automatic operation unit of the design idea and implementation method.This design is the use of mechanical and electrical integration design of the whole system with simple structure, compact structure, easy control, reliable performance, wide application prospect.Key words: Vertical axis，wind turbine，design目录第1章绪论 (8)第2章风力发电机部件结构设计 (11)2.1风力发电机介绍................................................................................................ 错误!未定义书签。
毕业设计论文：小型风力发电机毕业设计
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。
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。
小型垂直轴风力发电系统设计方案
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①形达里厄风力机和特殊的△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。
5kW的小型独立运行的风力发电系统设计
5kW的小型独立运行的风力发电系统设计一、风力发电的原理和特点原理：风力发电是利用风能来发电，而风力发电机组是将风能转化为电能的机械。
风轮是风电机组最主要的部件，由桨叶和轮毂组成。
桨叶具有良好的动力外形，在气流的作用下能产生空气动力是风轮旋转，将风能转化为机械能，再通过齿轮箱增速驱动发电机，将机械能转化电能。
然后在依据具体要求需要，通过适当的变换将其存储为化学能或者并网或者直接为负载供电。
特点：1、可再生，且清洁无污染。
2、风速随时变化，风电机组承受着十分恶劣的交变载荷。
3、风电的不稳定性会给电网或负载带来一定的冲击影响。
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3、装机容量的计算：1.负载用电情况的计算负载功率：5kW；日总耗电量：5 kW×6h=30kWh；月总耗电量：30kWh×30=900kWh；年总耗电量：900kWh×12=10800kWh二.风力发电机组的选型风力机一般分为水平轴和垂直轴两种，垂直轴的风力机主要缺点是转矩脉动大，在遇到强风时不易调速。
现在的风力机主要是水平轴螺旋桨推进器型的。
水平轴风力机主要由风轮、回转体、调速机构、调向机构、手刹车机构、增速齿轮箱、发电机、塔架等部件所组成。
风轮由气动性能优异的叶片装在轮毂上所组成，风轮采用定桨距或变桨距两种，小型风力机以定桨距居多。
这里采用水平轴定桨距的。
1、产品介绍:5kw小型风力发电机系统，家用FD5.0-5000W加工定制：是型号：FD5.0-5000w额定功率：5000（W）W输出电压：220（V）风轮直径：5（m）m叶片数目：3片额定风速：8（m/s）m/s产品认证：CE额定转速：220转/分钟启动风速：3m/sm/s塔架类型：拉锁塔架2、产品特点:1）、起动风速低，风能利用率高；体积小，外型美观、运行振动低。
2）、安装采用人性化设计，方便设备安装、维护和检修。
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。
风力机垂直轴
风力机垂直轴全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：风力机是一种利用风能转化为电能的设备，广泛应用于风能资源丰富的地区。
在风机的设计中，垂直轴风力机是一种常见的设计方案。
相对于水平轴风力机，垂直轴风力机的优势在于其构造简单、不受风向影响、噪音更小等特点，因此备受关注和研究。
垂直轴风力机主要由轴、桅杆、叶片、转子、发电机等部分组成。
轴是连接叶片和发电机的关键部件，负责传动叶片运动产生的动力并输出到发电机。
桅杆是支撑整个风力机的部分，需要具有足够的强度和稳定性以承受叶片受风力带来的力量。
叶片是将风能转化为机械能的部分，设计合理的叶片可以提高风力机的效率。
转子则是由轴、叶片等部分组成的整体，负责传递叶片的转动力量。
垂直轴风力机的工作原理是利用风力带动叶片转动，通过轴传递叶片的动力到发电机，最终产生电能。
在风力机设计中，叶片的形状和数量、叶片与轴之间的夹角等因素都会影响风力机的性能。
因此在设计阶段需要对这些参数进行合理的选择，以提高风力机的效率和产能。
垂直轴风力机相较于水平轴风力机在一些方面具有优势。
垂直轴风力机的叶片可以在任何风向下都可以受到均匀的力，不受风向限制，因此可以在不同风力和风向下保持高效工作。
垂直轴风力机的噪音更小，由于叶片受风力方向的变化较小，产生的空气湍流和振动也较小，减少了风力机运行时的噪音污染。
垂直轴风力机的维护成本相对较低，因为轴承和传动系统的设计更为简单，易于维修和更换零部件。
垂直轴风力机也存在一些不足之处。
相对于水平轴风力机，垂直轴风力机在技术上要求更高，设计和制造成本也更高。
垂直轴风力机的发电效率相对较低，因为叶片的设计和布局可能导致风阻增大，影响发电效果。
垂直轴风力机的运行稳定性相对较差，在风力强大时容易受到外部影响产生过大的运转压力。
第二篇示例：风力机是一种利用风能转变为机械能或电能的设备，通过对风力机不同轴向的分布可分为水平轴风力机和垂直轴风力机。
本文将重点介绍垂直轴风力机，探讨其原理、优缺点以及应用领域。
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
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。
华中科技大学毕业设计论文——垂直轴风力机
摘要垂直轴风力机是风力发电机中常见的一种，从分类上说，主要分为阻力型和升力型。
阻力型垂直轴风力机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。
由于叶片的旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高的多。
因此研究升力型垂直轴风力机是很有意义的课题。
本文通过自选翼型，利用SolidWorks对四叶片小型H型垂直轴风力机进行建模，针对模型建立风轮外流场CFD模型，利用fluent软件中移动网格技术，选用RNG k- 两方程湍流模型对风力机进行模拟仿真，获得风轮气动性能曲线，进而分析在固定弦长和叶尖速比情况下，来流风速对风能利用率的影响。
当前世界各国都在关心风力发电，并且正都在将目光朝向垂直轴式风力机，值此重要时机，建议关心我国风力发电的朋友们也分出一部分力量来，投入到垂直轴式风力机的研制中去，让我国在这个领域中也占有一席之地。
【关键词】：垂直轴风力发电机性能曲线风能利用率ABSTRACTVertical axis wind turbine is a wind generator in common, from the classification that consists of resistance-type and lift type. Resistance type vertical axis wind turbine is mainly produced by means of air flow through the blade as the driving force of resistance, and type of lift is generated by means of air flow through the blade as the driving force of lift. As the blade rotation process, the resistance increases rapidly as the speed decreases, while the lift but will increase, so lift type vertical axis wind turbine efficiency than the much higher resistance type. Therefore, lifting of type vertical axis wind turbine is a very significant issue.In this paper optional airfoil, using SolidWorks on four leaves small H-type vertical axis wind turbine modeling, for modeling wind flow field round CFD model, using fluent software, moving mesh, use RNG k- equation turbulence model to simulate the wind machine to obtain the aerodynamic performance curves of the wind wheel, and then analyzes the fixed chord length and tip speed ratio case, the incoming flow velocity of the wind energy utilization.Current World countries are concerned about wind power, and is in the eye towards the vertical axis wind turbine, the occasion of the important opportunity and advise the concerned friends of wind power in China also ceded some power to put them into the vertical axis wind turbine to the research and development so that our country is also in place in this area.【Key words】: Vertical axis、Wind turbine 、Performance Curve、Wind energy utilization摘要 (1)ABSTRACT (2)一绪论 (4)1 课题的研究背景及意义 (4)2 国内外发展现状 (5)二风力发电机的介绍 (7)1．小型风力发电机的基本介绍 (7)2．小型垂直轴风力发电机基本原理及结构介绍 (7)3 小型水平轴风力发电机基本原理及结构介绍 (10)4．小型垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的特点比较 (14)三垂直轴风力机的理论分析及公式推导 (15)1、研究现状及存在的问题 (15)2 理论依据 (16)3．机翼升力的理论表达式的推导 (17)四风力机三维建模 (18)1、翼型的选取 (18)3、基于SolidWorks的实体建模方法 (19)五、垂直轴风力机仿真分析 (23)1 Gambit网格划分和边界条件的确定 (24)2、fluent的仿真计算 (27)3 计算结果的分析 (31)六本文总结展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)一绪论1 课题的研究背景及意义风力发电和太阳能发电一样，最初是为了解决应急电源和边远地区供电而开发出来的产品，因而在最初发展的并不快。
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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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。
4、进一步增强自己独立分析问题、独立思考问题的基本能力，为今后工作打下良好的基础。
二、课题设计<论文）提纲1、对于风力发电机的结构和基本配置以及要求2、风力发电机叶轮的基本运动流程3、具体的实施步骤和应注意事项三、课题设计<论文）思路、方法及进度安排设计思路1、查阅相技术资料，回顾并掌握专业理论知识。
2、结合目前科技成果，查阅了大量的相关资料，利用先进的技术，合理的方法，利用相关的专业知识，设计了这种技术较先进、性能可靠、自动化程度较高的风力发电系统。
3、完成小型垂直轴风力发电机的相关步骤和注意事项。
4、整理资料。
进度安排第一周：1）明确并熟悉垂直轴风力发电机的各种资料，对其各零部件进行分析。
2）经过分析讨论，初步列出参考提纲。
第二周至第三周：1）进一步查阅资料对初步提纲进行补充，完善。
2）补充完毕，交予老师指导。
3）根据指导老师提出的意见对论文进行修改和进一步完善。
第四周至第五周：1）咨询指导老师。
2）根据老师指导进行修改调整格式内容。
第六周：毕业答辩四、课题设计<论文）参考文献：[1] 叶杭冶. 风力发电系统的设计、运行与维护[M].北京：电子工业出版社， 2018年4月.[2] 薛桁，朱瑞兆，杨振斌. 中国风能资源贮量估算[J]. 太阳能学报. 2001年第22卷第2期：P168-P170.[3] 中国可再生能源学会风能专业委员会<CWEA）. 2009年中国风电装机容量统计. 2009年.[4] 宋丽莉，毛慧琴，钱光明. 热带气旋对风力发电的影响分析[J]. 太阳能学报，2006年第27卷第9期：P962-P965.[5] 芮晓明，马志勇，康传明. 并网型垂直轴风力机的基本构成与气动特性[J]. 太阳能学报, 2007年第2期：P28-P31.[6] 孙云峰. 小型垂直轴风力发电机组的设计与实验[D]. 内蒙古：内蒙古农业大学, 2008年.[7] 聂珣. 基于自适应转速观测器的双馈风力发电控制系统的研究[D]. 长沙：中南大学, 2009年.[8] 张国铭. 论制造兆瓦级垂直轴风力发电机的合理性[J]. 风力发电，2001年第4期：P55-P61[9] 宋海辉. 风力发电技术及工程[M]. 中国水利水电出版社，2009年.[10] 王心尘. 基于Matlab_Simulink的垂直轴风力发电系统设计[D]. 厦门：厦门大学, 2008年.[11] 芮晓明，柳亦兵，马志勇. 风力发电机组设计[M]. 北京：机械工业出版社，2018年.[12] 杨国良，高瑞斌，张纯. 垂直轴风力发电系统制动及保护电路设计[J]. 电力电子技术，2009年第43卷第10期：P53-P59.[13] 赵永强，侯红玲，施绍宁. 蓄电池智能充电系统的设计与研究[J]. 陕西理工学院学报，2018年第26卷第3期：P5-P8.目录摘要：1第一章绪论51.1国内外风力发电的发展现状及其趋势21.2小型垂直轴风力发电机发展简况3第二章风力发电基本原理52.1 风特性52.1.1 风能量52.1.2 湍流特性52.2 风力发电系统结构框架6第三章小型垂直轴风力发电的总体设计63.1 风力机的种类及选择63.2 垂直轴风力机空气动力学83.2.1 风能利用率103.2.2 Cp-λ功率特性曲线103.2.3 贝茨极限113.2.4 叶尖速比113.2.5 风力机的功率及扭矩计算123.3 叶片选型133.3.1 叶片实度143.3.2 叶片形状及材料15第四章电气设备及传动设计164.1 基本原理164.1.1 法拉第电磁感应原理164.1.2 相位角及功率因数164.2 转化装置174.2.1 直驱式永磁同步发电机174.2.2 电气系统电路设计174.3 传动系统结构设计及计算184.3.1 传动轴的设计184.3.2 轴承的计算及选型20第五章刹车装置及其他部件设计245.1 刹车装置245.1.1 刹车装置原理245.1.2 刹车结构受力计算265.2 塔架的设计275.2.1 支撑件受力分析275.2.2 拉索的受力计算295.3 蓄电池和选型315.3.1 蓄电池的种类及工作基本原理315.3.2 蓄电池选型315.4 箱体的设计315.4.1 箱体的外形设计315.4.2 箱体的防锈与密封32结论33参考文献：34致谢34小型垂直轴风力发电系统设计姓名：张晟铭学号： 20092080544 班级：09高职机电五班指导教师：王爱岭摘要：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，利对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，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。
关键词：垂直轴风力发电机达里厄 NACA0012翼型第一章绪论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年法国电力工业实验了一台功率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简况垂直轴风力机<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。