1360-家庭小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)

1360-家庭小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì),家庭,小型,風(fēng)力發(fā)電機(jī),設(shè)計(jì) 五 邑 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 開 題 報(bào) 告題 目：家庭式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)院 （系） 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)械工程及其自動(dòng)化班 號(hào) AP030813 學(xué)生姓名 何依文 指導(dǎo)教師 史天錄 副教授 開題報(bào)告日期 2007.3.20 五邑大學(xué)教務(wù)處制2007 年 3 月1．課題來源及研究的目的和意義本課題來源于江門市朝陽精密制造有限公司和我系合作開發(fā)的5KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)。風(fēng)能是一種取之不盡，用之不竭，無污染，可再生的能源。世界各國都非常重視它的發(fā)展和利用工作。當(dāng)石油發(fā)生危機(jī)后，人們紛紛把能源轉(zhuǎn)向新開發(fā)的新能源研究，其中風(fēng)能占有較大的比例。目前微小型指100W、200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)已進(jìn)入千家萬戶供照明及小型電器用，隨著牧民家用電器和小型生產(chǎn)電器。由于風(fēng)力資源是不花錢的，評(píng)價(jià)風(fēng)力發(fā)電機(jī)好壞的核心標(biāo)準(zhǔn)是：性價(jià)比。便宜的風(fēng)力發(fā)電機(jī)必然在用材和制造工藝上有所欠缺，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種常年在戶外使用的產(chǎn)品，而自然環(huán)境變化無常，風(fēng)力發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須考慮到臺(tái)風(fēng)、風(fēng)沙、鹽堿腐蝕、高溫、低溫及鹽霧等惡劣環(huán)境的影響。否則，風(fēng)力發(fā)電機(jī)很快就會(huì)發(fā)生故障。對(duì)用戶來說，用戶不得不經(jīng)?；ㄙM(fèi)額外的金錢用以維修，其使用成本甚至比購買機(jī)器時(shí)的花費(fèi)還要多。另外，由于經(jīng)常要維修，使其年發(fā)電量大為降低，直接影響用戶的日常生活。針對(duì)以上提出的問題，本文設(shè)計(jì)出一套使用方便、維護(hù)簡單、價(jià)格低廉的高性價(jià)比的5KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)。2．國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析風(fēng)能的利用有著悠久的歷史。近年來，資源的短缺和環(huán)境的日趨惡化使世界各國開始重視開發(fā)和利用可再生、且無污染的風(fēng)能資源。自80 年代以來，風(fēng)能利用的主要趨勢是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電最初出現(xiàn)在邊遠(yuǎn)地區(qū)，應(yīng)用的方式主要有: 1) 單獨(dú)使用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)供家庭住宅使用； 2) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)與其它電源聯(lián)用可為海上導(dǎo)航設(shè)備和遠(yuǎn)距離通信設(shè)備供電；3)并入地方孤立小電網(wǎng)為鄉(xiāng)村供電。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電迅猛發(fā)展。以機(jī)組大型化(50kW～2MW)、集中安裝和控制為特點(diǎn)的風(fēng)電場(也稱風(fēng)力田、風(fēng)田)成為主要的發(fā)展方向。20年來，世界上已有近30個(gè)國家開發(fā)建設(shè)了風(fēng)電場(是前期總數(shù)的3倍)，風(fēng)電場總裝機(jī)容量約1400萬kW(是前期總數(shù)的100倍)。目前，德國、美國、丹麥以及亞洲的印度位居風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量前列，且未來計(jì)劃投資有增無減。美國能源部預(yù)測2010年風(fēng)電至少達(dá)到國內(nèi)電力消耗的10%。歐盟5國要在2000～2002年達(dá)到本國總發(fā)電量的10%左右，丹麥甚至計(jì)劃2030年要達(dá)到40%。中國是一個(gè)風(fēng)力資源豐富的國家，風(fēng)力發(fā)電潛力巨大。據(jù)1998年統(tǒng)計(jì)，風(fēng)力風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)22136萬kW，僅占全國電網(wǎng)發(fā)電總裝機(jī)的01081%，相對(duì)于可開發(fā)風(fēng)能資源的開發(fā)率僅為01088%。1999年底，我國共建了24個(gè)風(fēng)力發(fā)電場，總裝機(jī)268MW。我國風(fēng)力發(fā)電場主要分布在風(fēng)能資源比較豐富的東南沿海、西北、東北和華北地區(qū)，其中風(fēng)電裝機(jī)容量最多的是已達(dá)72135kW。在未來2～3年內(nèi)，我國計(jì)劃新增風(fēng)電場裝機(jī)容量將在800MW以上，并且將會(huì)出現(xiàn)300～400MW的特大型風(fēng)力發(fā)電場。中國具有豐富的風(fēng)能資源，在沿海地區(qū)風(fēng)能的季節(jié)分布還有與水能資源互補(bǔ)的特點(diǎn)。發(fā)展風(fēng)電既有廣泛的社會(huì)需求、豐富的資源條件，又有國外先進(jìn)成熟的技術(shù)可供借鑒，同時(shí)風(fēng)電本身還有許多其它發(fā)電方式無法相比的優(yōu)勢，比如，建設(shè)周期短、裝機(jī)規(guī)模靈活、不消耗燃料、不污染環(huán)境、不淹沒土地等。國家電力公司已經(jīng)把風(fēng)電作為電力工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，積極爭取一切有利的投資，逐一克服影響開發(fā)風(fēng)電的障礙，穩(wěn)步向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。3．本課題研究的主要內(nèi)容本文主要研究設(shè)計(jì)5KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，通過大量的調(diào)研，了解國內(nèi)外此功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及相應(yīng)的社會(huì)效益，設(shè)計(jì)出使用方便、維護(hù)簡單、價(jià)格低廉的高性價(jià)比的5KW風(fēng)力發(fā)電機(jī)。設(shè)計(jì)由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、尾翼、支架、控制器、和蓄電池等六部分組成風(fēng)輪是接收能源的裝置。由三葉片、葉片臂和輪轂組成。葉片采用流線型等截面型式，并采用端部半圓形，背部傾斜的葉尖形狀，風(fēng)能利用系數(shù)大、起動(dòng)風(fēng)速低，發(fā)電機(jī)為永磁式三相交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，采用帶有防塵罩的密封軸承，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；防護(hù)型式封閉式，能防雨雪侵蝕；機(jī)體做成流線形，能減少空氣阻力，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便。發(fā)電機(jī)裝置配有充電控制器。發(fā)電裝置的支架采用了獨(dú)立桿拉索式，結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠，4．具體研究方案及進(jìn)度安排和預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)參照了目前國內(nèi)外小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的形式，結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求，本設(shè)計(jì)的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要應(yīng)用在東南沿海地區(qū)，功率為 5KW，現(xiàn)得以下設(shè)計(jì)方案。 （見下圖）發(fā)電機(jī)額定功率：5KW發(fā)電機(jī)的選用：選用三相永磁發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)體積小，重量輕，發(fā)電效率高。葉片材質(zhì)：增強(qiáng)玻璃鋼材料，三葉片形式，具有高強(qiáng)度、高精度、耐酸堿、不變形等特點(diǎn)，可以達(dá)到強(qiáng)度好、重量輕的目。啟動(dòng)風(fēng)速：4m/s停機(jī)風(fēng)速: 25(m/s)最大風(fēng)速: 40(m/s)風(fēng)能系數(shù): 0.42(%)工作風(fēng)速：3.5～20m/s安全風(fēng)速：25 m/s停車方式：機(jī)械制動(dòng)保護(hù)方式: 超速自動(dòng)保護(hù)限速方式: 尾翼自動(dòng)，偏側(cè)限速塔架方式：角鋼桁架，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定。偏航方式：尾翼自動(dòng)定風(fēng)定向，平衡風(fēng)力，抵抗狂風(fēng)，颶風(fēng)的襲擊。充電方式：智能充電控制，使用簡單，維護(hù)方便（待選定）圖 1－1 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖本設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排如下:第一周：畢業(yè)論文選題；第二周：收集、整理風(fēng)力發(fā)電機(jī)的相關(guān)資料、圖書；第三周：5KW 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本方案的確定；第四 五周：5KW 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)計(jì)算；:第五 六周：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組聯(lián)接及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；第七周：風(fēng)機(jī)軸承技術(shù)要點(diǎn)分析；第八周：制動(dòng)器的設(shè)計(jì)與選??；第九周：高效永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)；第十周：聯(lián)軸器的選?。坏谑恢埽猴L(fēng)力發(fā)電機(jī)的尾舵調(diào)向裝置設(shè)計(jì)；第十二周：增速器的設(shè)計(jì)與繪制；第十三 十四周：繪制零件圖、裝配圖；:第十五周：檢查、修改圖紙和說明書，準(zhǔn)備答辯；第十六周：答辯。5．預(yù)計(jì)研究過程中可能遇到的困難和問題，以及解決的措施設(shè)計(jì)的初期可能在資料的收集上有困難，那樣就要通過各種途徑盡可能地收集所需的資料?？赏ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)庫，技術(shù)論壇，學(xué)校的圖書館以及周邊的購書中心來收集所需的資料．6．主要參考文獻(xiàn)（在論文正文中必須有參考文獻(xiàn)的編號(hào)，參考文獻(xiàn)的序號(hào)應(yīng)按在正文中出現(xiàn)的順序排列。 ）1 蘇紹禹.風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù).中國電力出版社.2003 2 D.勒古里雷斯.風(fēng)力機(jī)的理論與設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.19873 D Le Gourieres，施鵬飛譯.風(fēng)力機(jī)的理論與設(shè)計(jì)北京.機(jī)械工業(yè)出版社.19874 葉杭冶.風(fēng)力發(fā)電組的控制技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.20005 張希良.風(fēng)能開發(fā)利用.化學(xué)工業(yè)出版社.20016 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.19937 林景堯等.風(fēng)能設(shè)備使用手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.19928 高小法.國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀和前景.能源工程.2002（？學(xué)術(shù)刊物名．年，卷（期）：引用部分起止頁）9 Dwight.st.John .Guidelines for Design of Wind Turbines。 A publication from DNV/Ris?.200310 Donald Marier. Wind power for the homeowner . Rodale Press, Inc.199811 陳世坤.電機(jī)設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.199712 郭繼高.小型交流永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn).微特電機(jī).1999（？學(xué)術(shù)刊物名．年，卷（期）：引用部分起止頁）指導(dǎo)教師評(píng)語： 指導(dǎo)教師簽字： 檢查日期：