小型家用風力發電機畢業設計論文(更新版)

　　

【正文】 .............................................................................................................1目 錄 ........................................................................................................................................2引 言 ........................................................................................................................................4第一章 緒論 ..............................................................................................................................4 風力發電概述 .....................................................................................................................5 風力發電現狀與展望 ...................................................................................5 風力發電的原理和特點 ...............................................................................6 論文系統概述 .....................................................................................................................6第二章 風力機原理及其結構 ..................................................................................................8 風力機的氣動原理 .............................................................................................................8 風力機的主要部件 .............................................................................................................8 風力機的功率 .....................................................................................................................9第三章 電氣設計部分 ............................................................................................................10 發電機 ...............................................................................................................................10 發電機結構、工作原理及電路圖 .............................................................10 勵磁調節器的工作原理 .............................................................................11 整流部分 ...........................................................................................................................12 電路圖和工作原理 .....................................................................................13 參數選擇 .....................................................................................................15 蓄電池 ...............................................................................................................................16 蓄電池的性能 .............................................................................................16 充放電保護電路 .........................................................................................17圖 38 充放電保護電路 .......................................................................................17 蓄電池組供電控制設計 .............................................................................18 逆變電路 ...........................................................................................................................18 逆變電路及其工作原理 .............................................................................18 IGBT 的驅動電路 ........................................................................................19結 論 ......................................................................................................................................22參考文獻 ..................................................................................................................................23湖南電氣職業技術學院畢業設計致 謝 ......................................................................................................................................24湖南電氣職業技術學院畢業設計引 言隨著世界工業化進程的不斷加快，使得能源消耗逐漸增加，全球工業有害物質的排放量與日俱增，從而造成氣候異常、災害增多、惡性疾病的多發，因此，能源和環境問題成為當今世界所面臨的兩大重要課題。而風能售價也已能為電力用戶所承受：一些美國的電力公司提供給客戶的風電優惠售價已達到 2～ 美分/kWh，此售價使得美國家庭有 25%的電力可以通過購買風電獲得。另外,可變槳翼和雙饋電機的采用,使機組更能適應風速的變化, 大大提高了效率。有關專家預測，世界風力發電能力每增加一倍，成本就下降 15%。第三階段是 1996 年后擴大建設規模階段。（2）風速隨時變化，風電機組承受著十分惡劣的交變載荷。（4）引出的單相交流電通過整流器變成穩定的直流電。 圖 21 氣動升力圖從圖可以看出，機翼翼型運動的氣流方向有所變化，在其上表面形成低壓區，在其下表面形成高壓區，產生向上的合力，并垂直于氣流方向。選擇塔架時要必須考慮其成本，根據實際情況而定。為了增加齒輪箱的制動能力，在齒輪箱的輸入端或輸出端設置剎車裝置配合葉尖制動裝置實湖南電氣職業技術學院畢業設計III現聯合制動。其電路圖如圖 3—1 所示。 勵磁調節器的工作原理勵磁調節器的作用是使發電機能自動調節其勵磁電流（即勵磁磁通）的大小，來抵消因風速變化而導致的發電機轉速變化對發電機端電壓的影響。發電機正常工作時，逆流繼電器的電壓線圈及電流線圈內流過的電流產生的吸力是動合觸點 I2 閉合；當風速太低，發電機端電壓低于蓄電池組電壓時，繼電器電流線圈瞬間流過反向電流，此電流產生的磁場與電壓線圈內流過的電流產生的磁場作用相反，而電壓線圈內流過的電流由于發電機電壓下降也減小了，由其產生的磁場也減弱了，故由電壓線圈及電流湖南電氣職業技術學院畢業設計VII線圈內電流所產生的總磁場的吸力減弱，是的動合觸點 I2 斷開，從而斷開了蓄電池想發電機勵磁繞組送電的回路。湖南電氣職業技術學院畢業設計VIII圖 511 單相橋式整流電路下面按圖 511 所示電路進行分析。負載所得脈動直流電壓的平均值是 2220 ??????上式表示整流電壓平均值與整流變壓器二次側交流電壓有效值之間的關系，即整流電壓的平均值是交流電壓有效值的 倍。為了防止過電壓破壞元件，通常在整流回路的直流側接入阻容過電壓保護。這是由于蓄電池組存在內阻的原因所致。充放電控制器可防止蓄電池的過充與過放。圖 39 蓄電池組供電控制電路當風力充足，發電機正常工作時，逆流繼電器的電壓線圈和電流線圈內流過的電流產生的磁力使動合觸點 I2 閉合，風電向負載供電，同時向蓄電池充電；當風力不足，發電機轉速太低時，逆流繼電器產生的磁力消失，此時動開觸點 I2 閉合，同時動合觸點 I2 斷開，此時即切換成蓄電池組向負載供電。Uo 含有各次諧波，如果想得到正玄波電壓，則可通過濾波器獲得。（2） 提供足夠大的瞬態功率或瞬時電流,使 IGBT 能迅速建立柵控電場而導通。（3） 圖中電容 C 用來吸收由電源連接阻抗引起的供電電壓變化,并不是電源的供電濾波電容,一般取值為 47 F。本系統采用繼電控制系統，可實現在完全的自動化，無需人工控制，方便易行。本課題設計的是一種新型的立式垂直軸小型風力發電機，由風機葉輪、立柱、橫梁、變速機構、離合裝置和發電機組成。湖南電氣職業技術學院畢業設計21 概述 開發利用風能的動因風能作為一種新能源它的開發利用是有一定動因的，而且隨著時間的推移，開發利用風能的動因也在變化。 化石能源資源枯竭與供應安全進入工業社會后，人類在飛速發展自己的文明過程中經過了多次能源危機。風力發電技術的研發、示范到商業化發展，最終進入市場，將給整個能源產業帶來新的活力，成為國民經濟的一種新的經濟增長點。除了在工廠的生產和裝機工程中創造就業之外，在設備維護方面也會提供就業機會。進入 20 世紀 80 年代，單機容量在 100KW 以上的水平軸風力發電機組的研究開發及生產在歐洲的丹麥、德國、荷蘭、西班牙等國取得了快速發展。20 世紀 80 年代中期，中國開始規劃風力發電場的建設。這就必然湖南電氣職業技術學院畢業設計6要采用一些新的復合材料和新的技術。目前，丹麥、美國、德國等風電科技較發達的國家，有許多專業研究人員在利用較先進的設備和技術條件致力與新葉型的從理論到應用的研究開發。風力發電場未來的發展趨向將集中在：提高機群安裝場地選擇的準確性；進機群布局的合理性：提高運行的可靠性、穩定性，實現運行的最佳控制；進一步降低設備投資及發電成本；總裝機容量在 1MW 以上的風力發電場將占據主導地位，風力發電場內的風力發電機組單機容量將主要是百千瓦以上至兆瓦級的。用 η 1 表示。最小風速稱V fmin，和最大風速V fmax之間的風速叫做風力機的工作風速，相應于工作風速風力機有功率輸出。參數K、C影響曲線形狀，K大C大曲線陡峻，峰右移，反之亦然。令(26)（4）風力機的工作風速、輸出功率與風能的關系 湖南電氣職業技術學院畢業設計12風力機的工作風速、輸出功率與風能的關系可以簡單地如圖23來表示(注:圖中縱坐標表示輸出功率，單位為:w/m 2。(3)風速的頻率分布調查 在風力機的設計中，為了估算平均出力和運轉時間等量，必須了解風力機軸高處的風況。實際測量結果表明，前一種方法的誤差比較大，因此在風力發電機的設計中采用后一種測量方法得到的