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说明书一份，共48页，约15000字

 

CAD版本图纸，共9张

 

摘要

本次设计的垂直式微风启动风力发电机用于城郊等还未充分利用的低风速的微风地区，设计了一台额定风速2.85～3.00m/s，输出功率为100W的垂直式微风启动风力发电机，增加了增速器，并为其设计了对应的支架，使得当风力小的时候，还能保证发电机依旧可以工作，并且通过ANSYS有限元对风场进行模拟分析，设计出叶片，再对设计出的风轮加以优化,控制叶片的挠度，有较好的稳定性，具有良好的现实意义。

最后，添加了PLC控制程序，用以控制发电机的电能传输给蓄电池或者用电器，以此来保护蓄电池，不让其长期处于充电状态，延长其使用寿命。

关键词：垂直式，发电机，ANSYS，可编程逻辑控制器

 

目 录

第1章  绪论 1

1.1 风的概述 1

1.2 人类利用风能的历史 2

1.3风能的国内外发展基本概况 2

1.4 风力发电机的发展意义及其应用前景 4

1.5 本次毕业设计的设计背景与应用意义 5

第2章  风力发电机概述 6

2.1 风力发电机的分类 6

2.2 水平轴风力发电机的概述 6

2.3 垂直轴风力发电机的概述 10

2.4 垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机的比较 13

第3章 风机所处风场的建立与模拟 15

3.1风机所处风场的建立 15

3.2风机所处风场的CFD分析过程简述 15

3.3 风机所处风场的CFD分析结果 17

3.4风机结构类型与整体尺寸确定 18

3.5风机输出转矩的计算 19

3.6风机叶片校核计算 21

3.7连接杆的校核 22

第4章  发电机选择 28

4.1发电机的分类及设计类型选择 28

4.2永磁同步发电机的选择 28

第5章 增速器设计 31

5.1 材料、种类选择 31

5.2 传动比分配和模式确定 31

5.3 按齿面接触强度设计 31

5.4 按齿根弯曲强度计算 33

5.5 比较结果和确定 34

第6章风力发电机的电气控制 36

6.1 PLC的选型 36

6.2 蓄电池的选择 37

6.3 传感器的选择 37

6.4 PLC控制系统的结构 38

6.5 工作模式 38

第7章 结论 40

参考文献 41

致谢 42

附录 43