东华理工大学长江学院毕业设计 摘要
毕
业
设计
题 目：小型垂直轴风力发电测试平台
英文题目：small vertical axis wind turbine test platform
学生姓名： 申请学位门类 学 号： 专 业：机械电子工程 系 别：机械电子 指导教师： 职称：
二
013年
5月 31日
摘 要
东华理工大学长江学院毕业设计 摘要
随着工业化进度不断加快，煤、石油等不可再生能源逐渐枯竭，利用风能是解决能源问题的重要途径之一。在水平轴与垂直轴两种风力发电机中，垂直轴风力发电机的旋转轴与地面垂直，360度方向上都可受风，因而不需要对风机构，同时具有占地面积小、外形美观、噪音小等优点。但是目前垂直轴风力机的研制存在基础理论不够完善的问题，例如结构参数对风机性能的影响，至今都无法给出较为明确的参数关系，更无法给出较为完善的数学模型。
本课题拟设计一种小功率H型垂直轴风力发电机平台，通过该平台可研究不同风轮高度、不同风轮直径、不同叶片数对风机发电效能的影响，而且可以测试评估风轮在达到额度工作状态下的性能。本设计提出了一种结构方案，并进行了详细的结构设计，对关键零部件进行了受力校核，并以Solidworks为平台创建了该测试平台的虚拟样机，为一次性样机试制成功奠定了基础。 关键字：风能； 垂直轴； H型； 可调； 三维建模
东华理工大学长江学院毕业设计 ABSTRACT
ABSTRACT
As the accelerating industrialization progress, not renewable energy sources such as coal, oil depletion, the use of wind energy is one important way to solve the energy problem. Two wind turbines on the horizontal axis and the vertical axis, perpendicular to the rotation axis and the ground of the vertical axis wind turbine, 360 degrees direction can be affected by wind, so there is no need to wind institutions, also has small footprint, beautiful appearance, low noise advantages.But the current development of vertical axis wind turbine there is inadequacy of basic theories problem, such as the influence of structural parameters on the performance of wind turbine, has been unable to give a more specific parameters, not give a perfect mathematical model. This project intends to design a low power h-type vertical axis wind generator platform, through this platform you can study the different height of the wind wheel, different wind wheel diameter, the different effects of blade number on wind turbine power generation efficiency, limit is reached and tests to assess the wind wheel operating position. This design presents a structured programme, and carried out a detailed structural design, to force check the key parts, and Solidworks as a platform to create virtual prototypes of the test platform, provides the basis for successful one-off prototype.
Key words：wind energy source； vertical axis； h-adjustable； three-dimensiona
东华理工大学长江学院毕业设计 目录
目 录
绪论................................................................ 1
1.1 国内风力发电机组的发展概况................................. 1 1.2 国外风力发电的发展状况..................................... 3 1.3 选题的研究背景............................................. 3 1.4 选题的目的意义............................................. 4 2 风力发电机测试平台结构总体设计................................... 5
2.1 风力发电机分类............................................. 5
2.1.1 水平轴风力发电机..................................... 5 2.1.2 垂直轴风力发电机..................................... 5 2.1.3 阻力型风力发电机..................................... 6 2.1.4 升力型风力发电机..................................... 7 2.2 风力发电机结构组成......................................... 7
2.2.1 塔架设计............................................. 8 2.2.2 传动轴的设计......................................... 8 2.2.3 轴承的选取........................................... 8 2.2.4 电动机的选取......................................... 8 2.2.5 主轴的设计........................................... 9 2.3 测试平台结构框架........................................... 9 3 测试平台的计算以及结构设计...................................... 11
3.1 风力发电机功率系数........................................ 11 3.2 力矩系数.................................................. 12 3.3 叶尖速度比................................................ 12 3.4 H轴风力发电机组测试平台结构 .............................. 13 3.5 支持翼的设计与计算........................................ 14 3.6 锥齿轮的设计.............................................. 15 4 测试平台三维建模................................................ 18
4.1 塔架...................................................... 18 4.2 齿轮套.................................................... 18 4.3 传动轴.................................................... 19 4.4 主轴...................................................... 20 4.5 轮毂...................................................... 21 4.6 支持翼.................................................... 22
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4.7 装配图.................................................... 23 结论............................................................... 24 致谢............................................................... 25 参考文献........................................................... 26