垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì),垂直,風(fēng)力發(fā)電機(jī),設(shè)計(jì) 湖州師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名 莫昃 班級(jí) 092836 學(xué)號(hào) 22 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師 鄭玉卿 開(kāi)題時(shí)間 2012.9.30 設(shè)計(jì)（論文）題目 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì) 選題意義、研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題 近幾十年來(lái)，作為主要能量來(lái)源的石油，煤炭等不可再生能源消耗越來(lái)越快，世界各地出現(xiàn)了價(jià)格上漲，短缺的情況，并且產(chǎn)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(fēng)能是一種普遍的可再生能源，具有蘊(yùn)藏量巨大，無(wú)污染，可再生，分布廣的特點(diǎn)，而且風(fēng)能利用技術(shù)是世界上發(fā)展速度最快的科學(xué)技術(shù)之一。風(fēng)力發(fā)電已成為世界可再生能源發(fā)展的重要方向。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠通過(guò)風(fēng)能帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)加速處理之后帶動(dòng)高速發(fā)電機(jī)，將風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。現(xiàn)今風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要的形式是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩大類(lèi)。由于歷史上地理上的誤區(qū)，錯(cuò)誤的認(rèn)為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，水平軸風(fēng)力機(jī)站了90%左右。近年來(lái)理論的進(jìn)步，垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是由方點(diǎn)擊隨風(fēng)變化的，因此發(fā)出的電時(shí)有時(shí)無(wú)，電壓和頻率不穩(wěn)定，所以必須調(diào)整齒輪箱，偏航系統(tǒng)，剎車(chē)系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)等，式結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。然而垂直軸風(fēng)力機(jī)無(wú)需對(duì)風(fēng)，也就不存在偏航功率損失，可以接受全方位的來(lái)風(fēng)，風(fēng)能利用率高，發(fā)電曲線(xiàn)飽滿(mǎn)。水平軸風(fēng)力機(jī)增大功率意味著葉片尺寸的增加，進(jìn)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(fēng)載荷幾十噸，遇風(fēng)容易出現(xiàn)翻倒的嚴(yán)重故障，出現(xiàn)故障修理困難、維護(hù)費(fèi)用高。相比之下，垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)勢(shì)就大大的體現(xiàn)了，垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片形式多種多樣，發(fā)電機(jī)、齒輪箱等在底部，重心低，甚至能耐12-14級(jí)的臺(tái)風(fēng)，維修也變得方便。但是垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片在同一個(gè)圈里運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生力矩，風(fēng)力過(guò)大時(shí)，速度又難以控制，風(fēng)力小時(shí)，有難以自動(dòng)啟動(dòng)。 通過(guò)上述比較，如何把垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)良發(fā)電性能發(fā)揮最大，并且克服無(wú)法自動(dòng)啟動(dòng)和速度過(guò)大時(shí)難以控制等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出高效率、高穩(wěn)定性、廉價(jià)、克服自啟和控制速度，成了這次設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)已有的垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行改良設(shè)計(jì)。 研究目標(biāo)和內(nèi)容 研究目標(biāo)：設(shè)計(jì)一種高效、運(yùn)行可靠的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。主要包括確定構(gòu)成零件的設(shè)計(jì)方案，對(duì)部分零件進(jìn)行的設(shè)計(jì)和計(jì)算，特別是關(guān)鍵部位零件的設(shè)計(jì)，使其提高運(yùn)行的可靠性。 主要的研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面： 1、了解目前發(fā)電機(jī)的過(guò)去，現(xiàn)在及未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。 2、分析垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作狀況，研究研究工作原理，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。 4、根據(jù)工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。（包括材料的選擇、標(biāo)準(zhǔn)件的選擇、零部件的尺寸及安全校核、以及零部件的結(jié)構(gòu)等）。 3、確定垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪形狀和連接方式。 5、根據(jù)強(qiáng)度要求，對(duì)部分零件進(jìn)行強(qiáng)度校核，看是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。 研究方法、步驟和措施 第一階段：準(zhǔn)備階段，了解垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的過(guò)去與現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展，查閱課題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，擬訂設(shè)計(jì)思路，挑選最佳方案。 第二階段：設(shè)計(jì)階段，確定總體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)課題給定的條件和基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定主要參數(shù)，對(duì)所得數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析、處理，對(duì)系統(tǒng)的主要零部件進(jìn)行選型和校核。 第三階段：制圖階段，整理各類(lèi)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(jié)階段，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，檢查圖紙，準(zhǔn)備答辯。 研究的總體安排與進(jìn)度 2012.7.5 選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 2012.7.5 公布題目學(xué)生和教師雙向選擇，教師介紹題目 2012.7.5 機(jī)械系畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員報(bào)告 2012.9.1 完成文獻(xiàn)綜述、外文翻譯 2012.9.1 開(kāi)題報(bào)告，完成方案設(shè)計(jì)， 2012.9.1 上交文獻(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)告，開(kāi)題報(bào)告答辯 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)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(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，論文交到審圖老師 2012.12.10 修改，畢業(yè)答辯 主要參考文獻(xiàn) [1]寇 微等. 一種組合型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].電力科學(xué)與工程，2011，27（5）：25-28 [2]HE SIYUAN. Capacity credit of wind power generation problems and solutions[C] [3]http://baike.baidu.com/view/1070501.htm [4]鄭 云. 小型H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)氣動(dòng)性分析[D].西安：西安交通大學(xué)，2008：3-10 [5]王 輝. 一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科技信息，2010，21：99 [6]趙丹平等. 風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)理論及方法[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012：1-29 [7]田海蛟等. 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展概述[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2006（11）：22-27 [8]孫云峰等.垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展概況及趨勢(shì)[J].農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化，2008（2），75：42-44 [9]嚴(yán) 強(qiáng)等. 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用[J].上海電力，2007，2：166-167 指導(dǎo)教師審核意見(jiàn) 指導(dǎo)教師（簽名） 鄭玉卿 2011 年9月30日 3