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1、小型垂直轴风力机设计,姓名： 学号: 指导老师： 专业:,研究综述 风机类型选择 设计进展 研究阶段总结,研究概述1,2002年，我国率先开始了新型垂直轴风力发电机的研究，由部队通讯部牵头，上海某公司为研发主体，西安军电、西安交大、同济大学、复旦大学等高校的多位专家配合，在短短的一年时间里就生产出了首台新型垂直轴风力发电机。并在不到5年的时间里将功率扩展至200W100KW，处于世界领先地位。 世界上其他国家也都进行了新型垂直轴风力发电机的研制，日本在2002年初开始研究，2003年初产品投放市场，功率在0.530KW之间。美国、英国、德国、奥地利、韩国等国家也都在去年已生产出样机，准备投入规

2、模化生产，目前功率都在10KW以内。,研究概述1,人类利用风能已有数千年历史，在蒸汽机发明之前风能曾作为重要的动力源，广泛应用于征服海洋、灌溉农田和加工谷物等领域。在当代社会出现能源和环境危机后，开发风能等清洁而用之不竭的可再生能源才成为全球关注的焦点。 通过文献查阅和分析，在对国内外小型风能利用研究进展了解的前提下，参照有关的学位论文、期刊文章、专利等和相关的技术设计规范，进行气动计算，完成小型垂直轴风力机的结构设计，绘制整机结构图和主要部件零件图。,举例,1.美国Mag-Wing公司的屋顶VAWT系统,该公司根植于美国德克萨斯州，一直 致力于研究比其他生产商价格更低廉 的通用风机发电设备。

3、他们推出的具 有鲜明特色的VAWT解决了其他形式 风力涡轮机的很多技术不足，鲜明的 把别墅楼群的屋顶作为搭建风机的平 台，并持续以降低成本作为努力地方 向。作图所示发电机利用可编程线圈 阻力的磁悬浮活动轴转换器设计解决 了以前限制垂直抽风力涡轮机的11个 不同的问题。,2.加拿大Cleanfield Energy 公司的屋顶VAWT系统,这种风机在外型上属于达利厄风轮的H外形，H型风轮是国外目前小型VAWT的主流造型之一，其优秀的空气动力和特别的扭矩设计赋予此款产品具有启动风速低和抗强风性好的特点。,3.美国PacWind公司的小型VAWT系统,这套系统从风轮类型上应归属于阻力型风力机，但其通

4、过增加叶片数目和改良设计，使迎风面积显著大于阻风面积从而减小了迎风阻力，增高了转化效率,4.法国Gual industrie公司的小型VAWT系统,整个系统比传统的水平轴风力发电机具有更好的低风启动性和运行安全静的优点。有很宽的工作范围。经该公司验证，在同一地区使用同功率的垂直轴风力发电机的年发电量是传统横轴风力发电机的1.3倍,相关概念,VAWT:垂直轴风力发电机（纵轴） 风力发电机叶轮的类型：达里厄式风轮、马格努斯效应风轮、径流双轮效应风轮、综合型叶轮,类型选择,设计一台模仿芬兰Windside公司的小型VAWT系统 此款系统是基于航天工程原理的垂直涡轮，涡轮转子由两个螺旋叶片驱动，它的突

5、出特点是可以在风速很低的情况下就可以给电池充电，且风轮面积越大启动风俗越低，可在风速低至一米每秒的情况下工作。而且它的螺旋叶片可以保证叶片永远在最合适的角度接触来风。,关键技术,转子叶片：基于经典的格劳特( Glauert ) 涡流理 论的一种设计方法（300w以下）。 齿轮箱：它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。 发电机：根据需要在电机设备中进行直接选型。 电子控制器：控制偏航装置，为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风力发电机的转动 液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。,阶段性总结,在没有具体模型的条件下，进行叶轮的设计是比较费力的，而且计算过程中需要综合材料力学和工程力学的知识 在三维造型上不容易实现。可以在生成A