小型风力发电机的设计

A0-小型垂直轴风力发电机装配图

目录
摘要III
Abstract IV
第一章绪论1
1.1选题的目的和意义1
1.2国内外研究现状2
1.3主要研究内容3
第二章小型风力发电机整体结构设计5
2.1水平轴风力发电机5
2.2垂直轴风力发电机6
2.3小型风力发电机的选择9
2.4小型垂直轴风力发电机的工作原理10
2.5本章小结11
第三章风轮叶片的设计12
3.1选择风轮叶片类型12
3.2风轮叶片参数设计12
3.3小结15
第四章传动系统的设计16
4.1引言16
4.2小型风力发电机传动方案的设计及选择16
4.3数据采集18
4.3齿轮设计19
4.3.1低速轴齿轮设计19
4.3.2高速轴齿轮设计22
4.4传动轴的设计22
4.4.1低速轴的设计23
4.4.2中间轴的设计25
4.4.3高速轴的设计26
4.5轴承的计算及选型28
4.5.1角接触轴承28
4.5.2深沟球轴承30
4.6键联接的选择及校核30
4.7小结31
第五章其他零部件的选择与设计32
5.1发电机的选择32
5.2蓄电池的选择32
5.3逆变器的选择32
5.4整流器33
5.5路灯的选择33
5.6灯柱的设计33
5.7风力发电机顶部的完善35
5.8制动系统的完善35
5.8.1选型35
5.8.2牙嵌式电磁离合器的动作特性35
5.8.3离合器的计算36
5.9光风互补37
5.10小结37
第六章结论与展望38
致谢39
参考文献： 40

摘要
随着科技的发展，电器设备在家庭生活中变的越来越重要了，电能消耗也与日俱增；同时，现在的国际环境问题也越来越严重，成为了社会热点，其中就包括清洁能源。激烈的矛盾促使我们去寻找获取新能源的新出路，通过各国不懈的努力，也取得了一些不错的效益。垂直轴小型风力发电机发电效率高、噪声低、启动扭矩小、成本低廉，有望普及到家庭，在缓解能源危机、清洁能源的问题上，前景一片美好。
基于开发风能资源在改善能源结构中的重要意义,参照前人的优秀成果，本对小型风力发电机及风能的特性作了简要的介绍,且对风力机的各种参数和风力机类型作了必要的说明。在此基础上,结合设立小型风力发电机所在地风能情况并且确定路灯所需电能，设计小型风力发电机各部分的参数，以及对各主要部件进行校核，最后再对整体设计的优化以及改进。

[关键字]垂直轴；风力发电机；达里厄；NACA0016翼型

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.
Based on the development of wind energy resources in improving the energy structure of the important significance, referring to previous outstanding achievements, in this paper, the characteristics of small wind turbines and wind made brief introduction and gives necessary instructions on various parameters and wind turbine type of wind turbine. On this basis, combined with the establishment of small wind generator where wind can and determine lamp power, small wind turbine parts parameter design, and checking of the main components. Finally the optimization of the overall design and improvement

[Keywords]： Vertica laxis ； Wind turbine ； Darrieus ； NACA0016 air-foil

第一章绪论
1.1选题的目的和意义
随着世界范围内对环境保护、全球温室效应的重视，能源危机的问题已经不止一次的出现在我们的面前，各国都竞相发展包括风能在内的可再生能源的利用技术。
可再生能源是由20世纪能源、电力技术发展形成的高新技术,在最近20年取得了长足进步,它已对世界能源、电力产业的结构调整产生了巨大影响,人类对能源的需求日益增大,而风力发电是技术较成熟、产业发展较快、成本相对较低的可再生能源利用方式，具有很大的发展潜力。据国际能源协会预测,在这个趋势下,2002年到2030年之间,世界电力需求将翻一番,其中将有12%的需求由风能提供,同时由于风能的应用,排放的CO2将减少110亿吨,无论是从解决能源危机还是生态污染方面,风力的大力发展具有重要的意义[1]。
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。我国风能资源的分布与天气气候背景有着非常密切的关系，从我国风能资源分布图（图1.1）上可以看出，我国风能资源丰富的地区主要集中在“三北”地带、沿海地带以及内陆地带[3]。
1、“三北”（东北、华北、西北）地区丰富带。该地区的风能功率密度在200-300瓦/米2以上，有的可达500瓦/米2以上，如阿拉山口、辉腾锡勒、锡林浩特等、风能的年可利用的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上。这一风能丰富带的形成，主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关。
2、沿海及其岛屿地丰富带。该地区的年有效风能功率密度在200瓦

A1-电磁离合器

A2-高速轴

A2-中间轴