垂直軸風力發(fā)電機設計
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湖州師范學院畢業(yè)設計(論文)開題報告
學 生 姓 名
莫昃
班級
092836
學號
22
專 業(yè)
機械設計制造及其自動化
指 導 教 師
鄭玉卿
開題時間
2012.9.30
設計(論文)題目
垂直軸風力發(fā)電機設計
選題意義、研究現(xiàn)狀及存在問題
近幾十年來,作為主要能量來源的石油,煤炭等不可再生能源消耗越來越快,世界各地出現(xiàn)了價格上漲,短缺的情況,并且產生的廢氣污染空氣,日益破壞地球環(huán)境。尋找利用可再生能源變得尤其重要。風能是一種普遍的可再生能源,具有蘊藏量巨大,無污染,可再生,分布廣的特點,而且風能利用技術是世界上發(fā)展速度最快的科學技術之一。風力發(fā)電已成為世界可再生能源發(fā)展的重要方向。
風力發(fā)電機能夠通過風能帶動葉片旋轉,經(jīng)過加速處理之后帶動高速發(fā)電機,將風的機械能轉化成電能。現(xiàn)今風力發(fā)電機主要的形式是水平軸風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機兩大類。由于歷史上地理上的誤區(qū),錯誤的認為垂直軸風力發(fā)電機的效率要遠遠低于水平軸風力發(fā)電機,水平軸風力機站了90%左右。近年來理論的進步,垂直軸風力機的優(yōu)勢越來越明顯。水平軸風力發(fā)電機是由方點擊隨風變化的,因此發(fā)出的電時有時無,電壓和頻率不穩(wěn)定,所以必須調整齒輪箱,偏航系統(tǒng),剎車系統(tǒng),液壓系統(tǒng)等,式結構復雜化。然而垂直軸風力機無需對風,也就不存在偏航功率損失,可以接受全方位的來風,風能利用率高,發(fā)電曲線飽滿。水平軸風力機增大功率意味著葉片尺寸的增加,進一步的大型化也將因此受到限制,且輪葉在塔頂高空,重心偏高,輪葉隨風載荷幾十噸,遇風容易出現(xiàn)翻倒的嚴重故障,出現(xiàn)故障修理困難、維護費用高。相比之下,垂直軸風力機的優(yōu)勢就大大的體現(xiàn)了,垂直軸風力機葉片形式多種多樣,發(fā)電機、齒輪箱等在底部,重心低,甚至能耐12-14級的臺風,維修也變得方便。但是垂直軸風力機葉片在同一個圈里運動,不產生力矩,風力過大時,速度又難以控制,風力小時,有難以自動啟動。
通過上述比較,如何把垂直軸風力發(fā)電機的優(yōu)良發(fā)電性能發(fā)揮最大,并且克服無法自動啟動和速度過大時難以控制等缺點,設計出高效率、高穩(wěn)定性、廉價、克服自啟和控制速度,成了這次設計的重要任務。本設計通過對已有的垂直軸風力機的優(yōu)缺點進行改良設計。
研究目標和內容
研究目標:設計一種高效、運行可靠的垂直軸風力發(fā)電機。主要包括確定構成零件的設計方案,對部分零件進行的設計和計算,特別是關鍵部位零件的設計,使其提高運行的可靠性。
主要的研究內容包括以下幾方面:
1、了解目前發(fā)電機的過去,現(xiàn)在及未來的發(fā)展狀況。
2、分析垂直軸風力發(fā)電機的工作狀況,研究研究工作原理,獲得相關數(shù)據(jù)。
4、根據(jù)工作原理進行設計。(包括材料的選擇、標準件的選擇、零部件的尺寸及安全校核、以及零部件的結構等)。
3、確定垂直軸風力發(fā)電機的葉輪形狀和連接方式。
5、根據(jù)強度要求,對部分零件進行強度校核,看是否滿足標準。
研究方法、步驟和措施
第一階段:準備階段,了解垂直軸風力發(fā)電機的過去與現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展,查閱課題相關的國內外文獻,擬訂設計思路,挑選最佳方案。
第二階段:設計階段,確定總體設計方案,根據(jù)課題給定的條件和基本要求進行設計計算,確定主要參數(shù),對所得數(shù)據(jù)結果進行分析、處理,對系統(tǒng)的主要零部件進行選型和校核。
第三階段:制圖階段,整理各類資料和數(shù)據(jù),利用CAD制圖,分別做出系統(tǒng)的總裝圖及各部件的裝配圖和零件圖。
第四階段:總結階段,撰寫設計計算說明書,檢查圖紙,準備答辯。
研究的總體安排與進度
2012.7.5 選擇畢業(yè)設計題目
2012.7.5 公布題目學生和教師雙向選擇,教師介紹題目
2012.7.5 機械系畢業(yè)設計動員報告
2012.9.1 完成文獻綜述、外文翻譯
2012.9.1 開題報告,完成方案設計,
2012.9.1 上交文獻綜述、開題報告,開題報告答辯
完成結構設計并進行中期答辯
2012.11.1 完成總裝配圖
2012.11.8 完成所有圖紙
2012.12.1 審圖,圖紙,設計說明書,論文交到審圖老師
2012.12.10 修改,畢業(yè)答辯
主要參考文獻
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指導教師審核意見
指導教師(簽名) 鄭玉卿
2011 年9月30日
3
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類型:共享資源
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垂直
風力發(fā)電機
設計
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