【正文】 ................................................6第二章 風(fēng)力機(jī)原理及其結(jié)構(gòu) ..................................................................................................8 風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)原理 .............................................................................................................8 風(fēng)力機(jī)的主要部件 .............................................................................................................8 風(fēng)力機(jī)的功率 .....................................................................................................................9第三章 電氣設(shè)計(jì)部分 ............................................................................................................10 發(fā)電機(jī) ...............................................................................................................................10 發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及電路圖 .............................................................10 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作原理 .............................................................................11 整流部分 ...........................................................................................................................12 電路圖和工作原理 .....................................................................................13 參數(shù)選擇 .....................................................................................................15 蓄電池 ...............................................................................................................................16 蓄電池的性能 .............................................................................................16 充放電保護(hù)電路 .........................................................................................17圖 38 充放電保護(hù)電路 .......................................................................................17 蓄電池組供電控制設(shè)計(jì) .............................................................................18 逆變電路 ...........................................................................................................................18 逆變電路及其工作原理 .............................................................................18 IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路 ........................................................................................19結(jié) 論 ......................................................................................................................................22參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................23湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)致 謝 ......................................................................................................................................24湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)引 言隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，使得能源消耗逐漸增加，全球工業(yè)有害物質(zhì)的排放量與日俱增，從而造成氣候異常、災(zāi)害增多、惡性疾病的多發(fā)，因此，能源和環(huán)境問(wèn)題成為當(dāng)今世界所面臨的兩大重要課題。因此風(fēng)力發(fā)電正越來(lái)越引起人們的關(guān)注。而風(fēng)能售價(jià)也已能為電力用戶所承受：一些美國(guó)的電力公司提供給客戶的風(fēng)電優(yōu)惠售價(jià)已達(dá)到 2～ 美分/kWh，此售價(jià)使得美國(guó)家庭有 25%的電力可以通過(guò)購(gòu)買風(fēng)電獲得。世界風(fēng)電發(fā)展有如下特點(diǎn)：（1）風(fēng)電單機(jī)容量不斷擴(kuò)大。另外,可變槳翼和雙饋電機(jī)的采用,使機(jī)組更能適應(yīng)風(fēng)速的變化, 大大提高了效率。近來(lái)，GE 風(fēng)能（GE Wind Energy） 、德國(guó) REpower（REpower Systems AG）和三菱重工（MHI）的市場(chǎng)份額提高迅速。有關(guān)專家預(yù)測(cè)，世界風(fēng)力發(fā)電能力每增加一倍，成本就下降 15%。 第一階段是 1986～1990 年我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電項(xiàng)目的探索和示范階段。第三階段是 1996 年后擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模階段。風(fēng)輪是風(fēng)電機(jī)組最主要的部件，由槳葉和輪轂組成。（2）風(fēng)速隨時(shí)變化，風(fēng)電機(jī)組承受著十分惡劣的交變載荷。 論文系統(tǒng)概述該獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下 1—1 所示：圖 11 獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖其具體運(yùn)行狀況為：（1）風(fēng)力吹動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）引出的單相交流電通過(guò)整流器變成穩(wěn)定的直流電。湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)I第二章 風(fēng)力機(jī)原理及其結(jié)構(gòu)風(fēng)力機(jī)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和演變，已經(jīng)有很多形式，但是歸納起來(lái)，可分為兩類：①水平軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)倫的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；②垂直軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直與地面或氣流方向。 圖 21 氣動(dòng)升力圖從圖可以看出，機(jī)翼翼型運(yùn)動(dòng)的氣流方向有所變化，在其上表面形成低壓區(qū)，在其下表面形成高壓區(qū)，產(chǎn)生向上的合力，并垂直于氣流方向。當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片受到離心力和氣動(dòng)力的作用，離心湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)II力對(duì)葉片是一個(gè)拉力，而氣動(dòng)力使葉片彎曲。選擇塔架時(shí)要必須考慮其成本，根據(jù)實(shí)際情況而定。圖 24 對(duì)風(fēng)裝置（4）齒輪箱由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速比較低，而且風(fēng)力的大小經(jīng)常變化著，這又使得轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。為了增加齒輪箱的制動(dòng)能力，在齒輪箱的輸入端或輸出端設(shè)置剎車裝置配合葉尖制動(dòng)裝置實(shí)湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)III現(xiàn)聯(lián)合制動(dòng)。風(fēng)輪從風(fēng)中吸收的功率如下： (2—1)3pPCAv?? (2—2)2R?式中：P 為輸出功率， 為風(fēng)輪機(jī)的功率系數(shù)，ρ 為空氣密度，Rp為風(fēng)輪半徑，v 為風(fēng)速。其電路圖如圖 3—1 所示。這種連鎖反應(yīng)是的發(fā)電機(jī)的出口電壓的波動(dòng)范圍不斷增加。 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作原理勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用是使發(fā)電機(jī)能自動(dòng)調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流（即勵(lì)磁磁通）的大小，來(lái)抵消因風(fēng)速變化而導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的影響。電流繼電器的作用是為了抑制發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，逆流繼電器的電壓線圈及電流線圈內(nèi)流過(guò)的電流產(chǎn)生的吸力是動(dòng)合觸點(diǎn) I2 閉合；當(dāng)風(fēng)速太低，發(fā)電機(jī)端電壓低于蓄電池組電壓時(shí)，繼電器電流線圈瞬間流過(guò)反向電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與電壓線圈內(nèi)流過(guò)的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用相反，而電壓線圈內(nèi)流過(guò)的電流由于發(fā)電機(jī)電壓下降也減小了，由其產(chǎn)生的磁場(chǎng)也減弱了，故由電壓線圈及電流湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)VII線圈內(nèi)電流所產(chǎn)生的總磁場(chǎng)的吸力減弱，是的動(dòng)合觸點(diǎn) I2 斷開，從而斷開了蓄電池想發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組送電的回路。如果電能足夠充足的話或者空載時(shí)還可以將多余的直流電儲(chǔ)存在蓄電池組內(nèi)。湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)VIII圖 511 單相橋式整流電路下面按圖 511 所示電路進(jìn)行分析。同樣，在負(fù)載電阻 RL 上也得到一個(gè)半波電壓；D1 和 D3則承受反向電壓。負(fù)載所得脈動(dòng)直流電壓的平均值是 2220 ??????上式表示整流電壓平均值與整流變壓器二次側(cè)交流電壓有效值之間的關(guān)系，即整流電壓的平均值是交流電壓有效值的 倍。如果整流管的參數(shù)選擇不當(dāng)，將使元件遭到破壞。為了防止過(guò)電壓破壞元件，通常在整流回路的直流側(cè)接入阻容過(guò)電壓保護(hù)。湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)XIII 蓄電池的性能單格鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)約為 2V，將多個(gè)單格蓄電池串聯(lián)組成蓄電池組，可獲得不同的蓄電池組電動(dòng)勢(shì)。這是由于蓄電池組存在內(nèi)阻的原因所致。蓄電池的充放電電壓不僅直接影響蓄電池性能，也會(huì)影響用電器的壽命與安全。充放電控制器可防止蓄電池的過(guò)充與過(guò)放。圖 38 充放電保護(hù)電路充電時(shí)，當(dāng)蓄電池電壓低于 29V 時(shí)，繼電器 V2 不工作，觸點(diǎn) V2 閉合，保持充電狀態(tài)；當(dāng)該電壓高于 29V 時(shí)，繼電器 V2 開始工作，繼而控制動(dòng)斷觸點(diǎn) V2 斷開，切斷充電電路。圖 39 蓄電池組供電控制電路當(dāng)風(fēng)力充足，發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，逆流繼電器的電壓線圈和電流線圈內(nèi)流過(guò)的電流產(chǎn)生的磁力使動(dòng)合觸點(diǎn) I2 閉合，風(fēng)電向負(fù)載供電，同時(shí)向蓄電池充電；當(dāng)風(fēng)力不足，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速太低時(shí)，逆流繼電器產(chǎn)生的磁力消失，此時(shí)動(dòng)開觸點(diǎn) I2 閉合，同時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn) I2 斷開，此時(shí)即切換成蓄電池組向負(fù)載供電。 最基本的逆變電路是單相橋式逆變電路，它可以很好的說(shuō)明逆變電路的工作原理，其電路結(jié)構(gòu)如圖 1443（a）所示。Uo 含有各次諧波，如果想得到正玄波電壓，則可通過(guò)濾波器獲得。采用性能良好的驅(qū)動(dòng)電路，可使電力電子器件工作在較理想的狀態(tài)， ，縮短開關(guān)時(shí)間，減少開關(guān)損耗，對(duì)裝置的運(yùn)行效率。（2） 提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時(shí)電流,使 IGBT 能迅速建立柵控電場(chǎng)而導(dǎo)通。目前，在 IGBT 的柵極驅(qū)動(dòng)電路中廣泛采用的是 EX840/EX841 集成電路。（3） 圖中電容 C 用來(lái)吸收由電源連接阻抗引起的供電電壓變化,并不是電源的供電濾波電容,一般取值為 47 F。 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)XX結(jié) 論本論文研究了小型獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及其運(yùn)行狀況，提出了系統(tǒng)構(gòu)成的具體解決方案。本系統(tǒng)采用繼電控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)在完全的自動(dòng)化，無(wú)需人工控制，方便易行。 在論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中還得到了身邊同學(xué)們的不少幫助，在這里一并表示感謝。本課題設(shè)計(jì)的是一種新型的立式垂直軸小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由風(fēng)機(jī)葉輪、立柱、橫梁、變速機(jī)構(gòu)、離合裝置和發(fā)電機(jī)組成。 Domestic electric appliances: Television, radio, electric fan, washer, electric refrigerator.Key words：Wind power generation, Regulating control system, Small winddriven generator湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)XXVI目錄摘要 ......................................................................................................IABSTRACT.............................................................................................II目錄 ..............................................