开题报告-垂直轴风力发电机设计

PAGE1PAGE2湖州师范学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名莫昃班级092836学号22专业机械设计制造及其自动化指导教师郑玉卿开题时间2012.9.30设计（论文）题目垂直轴风力发电机设计选题意义、研究现状及存在问题近几十年来，作为主要能量来源的石油，煤炭等不可再生能源消耗越来越快，世界各地出现了价格上涨，短缺的情况，并且产生的废气污染空气，日益破坏地球环境。寻找利用可再生能源变得尤其重要。风能是一种普遍的可再生能源，具有蕴藏量巨大，无污染，可再生，分布广的特点，而且风能利用技术是世界上发展速度最快的科学技术之一。风力发电已成为世界可再生能源发展的重要方向。风力发电机能够通过风能带动叶片旋转，经过加速处理之后带动高速发电机，将风的机械能转化成电能。现今风力发电机主要的形式是水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两大类。由于历史上地理上的误区，错误的认为垂直轴风力发电机的效率要远远低于水平轴风力发电机，水平轴风力机站了90%左右。近年来理论的进步，垂直轴风力机的优势越来越明显。水平轴风力发电机是由方点击随风变化的，因此发出的电时有时无，电压和频率不稳定，所以必须调整齿轮箱，偏航系统，刹车系统，液压系统等，式结构复杂化。然而垂直轴风力机无需对风，也就不存在偏航功率损失，可以接受全方位的来风，风能利用率高，发电曲线饱满。水平轴风力机增大功率意味着叶片尺寸的增加，进一步的大型化也将因此受到限制，且轮叶在塔顶高空，重心偏高，轮叶随风载荷几十吨，遇风容易出现翻倒的严重故障，出现故障修理困难、维护费用高。相比之下，垂直轴风力机的优势就大大的体现了，垂直轴风力机叶片形式多种多样，发电机、齿轮箱等在底部，重心低，甚至能耐12-14级的台风，维修也变得方便。但是垂直轴风力机叶片在同一个圈里运动，不产生力矩，风力过大时，速度又难以控制，风力小时，有难以自动启动。通过上述比较，如何把垂直轴风力发电机的优良发电性能发挥最大，并且克服无法自动启动和速度过大时难以控制等缺点，设计出高效率、高稳定性、廉价、克服自启和控制速度，成了这次设计的重要任务。本设计通过对已有的垂直轴风力机的优缺点进行改良设计。研究目标和内容研究目标：设计一种高效、运行可靠的垂直轴风力发电机。主要包括确定构成零件的设计方案，对部分零件进行的设计和计算，特别是关键部位零件的设计，使其提高运行的可靠性。主要的研究内容包括以下几方面：1、了解目前发电机的过去，现在及未来的发展状况。2、分析垂直轴风力发电机的工作状况，研究研究工作原理，获得相关数据。4、根据工作原理进行设计。（包括材料的选择、标准件的选择、零部件的尺寸及安全校核、以及零部件的结构等）。3、确定垂直轴风力发电机的叶轮形状和连接方式。5、根据强度要求，对部分零件进行强度校核，看是否满足标准。研究方法、步骤和措施第一阶段：准备阶段，了解垂直轴风力发电机的过去与现状以及未来的发展，查阅课题相关的国内外文献，拟订设计思路，挑选最佳方案。第二阶段：设计阶段，确定总体设计方案，根据课题给定的条件和基本要求进行设计计算，确定主要参数，对所得数据结果进行分析、处理，对系统的主要零部件进行选型和校核。第三阶段：制图阶段，整理各类资料和数据，利用ＣＡＤ制图，分别做出系统的总装图及各部件的装配图和零件图。第四阶段：总结阶段，撰写设计计算说明书，检查图纸，准备答辩。研究的总体安排与进度2012.7.5 选择毕业设计题目2012.7.5 公布题目学生和教师双向选择，教师介绍题目2012.7.5 机械系毕业设计动员报告2012.9.1 完成文献综述、外文翻译2012.9.1 开题报告，完成方案设计，2012.9.1 上交文献综述、开题报告，开题报告答辩 完成结构设计并进行中期答辩2012.11.1 完成总装配图2012.11.8 完成所有图纸2012.12.1 审图，图纸，设计说明书，论文交到审图老师2012.12.10 修改，毕业答辩主要参考文献[1]寇微等.一种组合型垂直轴风力发电机的结构设计[J].电力科学与工程，2011，27（5）：25-28[2]HESIYUAN.Capacitycreditofwindpowergenerationproblemsandsolutions[C][3]/view/1070501.htm[4]郑云.小型H型垂直轴风力发电机气动性分析[D].西安：西安交通大学，2008：3-10[5]王辉.一种垂直轴风力发电机结构设计[J].科技信息，2010，21：99[6]赵丹平等.风力机设计理论及方法[M].北京：北京大学出版社，2012：1-29[7]田海蛟等.垂直轴风力发电机发展概述[J].应用能源技术，2006（11）：22-27[8]孙云峰等.垂直轴风力发电机的发展概况及趋势[J].农村牧区机械化，2008（2），75：42-44[9]严强等.垂直轴风力发电机的发展趋势和应用[J].上海电力