毕业设计（论文）-小型垂直轴风力发电系统设计.doc

PAGE ` 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 [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 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 绪论 1 1.1 国内外风力发电的发展现状及其趋势 1 1.2 小型垂直轴风力发电机发展概况 3 第二章 风力发电基本原理 4 2.1 风特性 4 2.1.1 风能量 4 2.1.2 湍流特性 5 2.2 风力发电系统结构框架 5 第三章 小型垂直轴风力发电的总体设计 6 3.1 风力机的种类及选择 6 3.2 垂直轴风力机空气动力学 8 3.2.1 风能利用率 9 3.2.2 Cp-λ功率特性曲线 10 3.2.3 贝茨极限 10 3.2.4 叶尖速比 11 3.2.5 风力机的功率及扭矩计算 11 3.3 叶片选型 12 3.3.1 叶片实度 13 3.3.2 叶片形状及材料 14 第四章 电气设备及传动设计 16 4.1 基本原理 16 4.1.1 法拉第电磁感应原理 16 4.1.2 相位角及功率因数 16 4.2 转化装置 17 4.2.1 直驱式永磁同步发电机 17 4.2.2 电气系统电路设计 17 4.3 传动系统结构设计及计算 18 4.3.1 传动轴的设计 18 4.3.2 轴承的计算及选型 20 第五章 刹车装置及其他部件设计 25 5.1 刹车装置 25 5.1.1 刹车装置原理 25 5.1.2 刹车结构受力计算 27 5.2 塔架的设计 28 5.2.1 支撑件受力分析 28 5.2.2 拉索的受力计算 30 5.3 蓄电池和选型 31 5.3.1 蓄电池的种类及工作基本原理 31 5.3.2 蓄电池选型 32 5.4 箱体的设计 32 5.4.1 箱体的