小型垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計方案-資料下載頁
2025-05-13 23:47本頁面
【正文】 圖56 支撐桿受力簡圖桿受彎矩為鋼管截面模量為 （）其中 D為外徑，m；α=26/30=。受到最大彎應(yīng)力 （）查《機械設(shè)計手冊單行本常用工程材料表319》得40Cr合金鋼的許用應(yīng)力為，所以能夠滿足強度要求。 拉索的受力計算塔架的穩(wěn)定方式有很多，有拉桿式、拉索式、桁架式等，而拉索式憑借其簡單的結(jié)構(gòu)、低廉的價格及安裝簡易等特點被廣泛應(yīng)用于各種塔架的固定。塔架用三條拉索固定與地面，每根拉索在水平面投影的夾角為120176。，與塔架夾角為60176。，拉索布置如圖57所示。圖57 拉索的布置按最不利原則，風速方向與y軸平行，受力如圖58所示。圖58 單根拉索受力分析由圖58可得到下式：查《機械設(shè)計手冊》。 拉索力學性能鋼絲繩公稱直徑d/mm材料近似質(zhì)量鋼絲公稱抗拉強度/MPa鋼絲繩最小破斷拉力/KN2鋼芯鋼絲繩1470鋼絲繩數(shù)據(jù)目前市場上能夠買得到的鋼繩成品有許多，南通力森鋼絲繩有限公司生產(chǎn)的67類鋼絲繩直徑為2mm鋼絲繩可以滿足我們設(shè)計需求，在地面準確位置固定地腳螺栓鋼筋，鋼筋端部彎成環(huán)狀與鋼絲繩套環(huán)連接。 蓄電池和選型 蓄電池的種類及工作基本原理電化學電池是一種把氧化還原反應(yīng)所釋放出來的能量直接轉(zhuǎn)變成低電壓直流電能的裝置，蓄電池分為酸性電池和堿性電池兩大類，酸性電池也稱鉛酸電池，其電解質(zhì)為硫酸，負極為Pb，正極為PbO2。鉛酸蓄電池廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，電池價格便宜，為鎘鎳蓄電池的1/6；高倍率放電性能良好，可用于引擎啟動，多用于汽車發(fā)動機的啟動；電池電壓在使用蓄電池中最高，沒有“記憶”效應(yīng)。鑒于以上優(yōu)點，本次設(shè)計我們采用鉛酸蓄電池來作為儲能原件[13]。 蓄電池選型沈陽松下蓄電池有限公司生產(chǎn)的LCP12100ST型蓄電池滿足我們的設(shè)計要求。松下蓄電池100AH電池類型閥控密閉鉛酸蓄電池使用產(chǎn)品UPS容量100AH電壓12V其他特征407173210mm 箱體的設(shè)計箱體主要用于安裝發(fā)電機等重要部件，使這些部件免受風雨的侵蝕，要求能夠防銹密封。箱體要有一定的重量才能防止讓整個系統(tǒng)重心比較低，起到穩(wěn)定的作用。 箱體的外形設(shè)計本系統(tǒng)的箱體主要以圓柱形為主，上部小，下部偏大，呈階梯狀，如圖59所示。導(dǎo)軌地腳螺栓箱體圖59 箱體外形箱體一側(cè)開一矩形門，方便蓄電池的安裝與檢修，箱底內(nèi)部兩個導(dǎo)軌起到導(dǎo)向作用，能夠讓蓄電池在裝入和取出時不偏移。為了防止箱體被大風傾覆，在箱體底部用6個地腳螺栓與地面固定。 箱體的防銹與密封防銹：箱體材料為鑄鐵，在戶外工作環(huán)境中難免會受到水和空氣的銹蝕，銹蝕后的箱體不僅密封性降低，而且強度也受到影響，因此，必須對箱體進行防銹處理。防銹處理的最簡單方法是在箱壁上噴涂防銹漆。防銹漆有油性的和水性的兩種，油性防銹漆在材料表面形成油性物質(zhì)，去除難，現(xiàn)在一般很少采用，水性防銹漆使用方便、價格低廉，但是具有一定毒性。防銹漆在市場上比較容易買到，在此不詳細說明。密封：光電耦合器、發(fā)電機等都是比較容易受損的部件，如果箱體密封不嚴，一些雨水等具有銹蝕作用的物質(zhì)進入箱體將影響到他們的正常工作。箱體的密封方法很多，有墊密封、膠密封、填料密封等等。墊密封操作簡單，廣泛應(yīng)用于管道、壓力容器及各種殼體結(jié)合面密封中，密封墊常用材料有橡膠、皮革、石棉、紙等等。本次設(shè)計采用異丁橡膠密封墊，其滲透泄露較小。 結(jié)論本文在參照各文獻后做出了垂直軸風力機的一個總體設(shè)計方案，此系統(tǒng)能夠在較小風速下啟動發(fā)電，能夠滿足一般家庭的供電，與傳統(tǒng)水平軸風力發(fā)電機相比，風能利用率更高，起動風速低，噪音少，應(yīng)用前景廣闊。整個設(shè)計過程包括風力機葉片的設(shè)計、傳動系統(tǒng)的設(shè)計及塔架的設(shè)計等，通過三維建模直觀表現(xiàn)風力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過比較后認為在低速運行的垂直風力機中運用低阻力系數(shù)和大雷諾系數(shù)的葉片能夠產(chǎn)生比較好的發(fā)電效果。風力發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計涵蓋了機械領(lǐng)域、電力電子領(lǐng)域及氣象學領(lǐng)域，綜合性較強。本設(shè)計方案著重機械部分，電子控制部分還有待于日后進一步完善。風力發(fā)電系統(tǒng)是一個相當復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，工作環(huán)境復(fù)雜，各種數(shù)據(jù)參數(shù)需要通過大量實測來獲得，限于條件原因，本次設(shè)計中的一些參數(shù)只能依照其他類似設(shè)計來取，將來將進一步考慮增加實驗來獲得第一手數(shù)據(jù)。 致謝語首先感謝我的指導(dǎo)老師吳榕副教授這半年來的悉心指導(dǎo)與關(guān)懷，無論在論文選題還是文章結(jié)構(gòu)安排上，吳老師都傾注了大量心血。在論文設(shè)計過程中，吳老師耐心的講解常常使我茅塞頓開，他嚴謹?shù)闹螌W作風、扎實的專業(yè)理論功底、求真務(wù)實的工作態(tài)度深深地影響著我。值此論文完成之際，向吳老師表示衷心的感謝和誠摯的敬意！同時對李志輝老師、張丹老師、遲欽河老師在我畢業(yè)設(shè)計過程中給予的無私指導(dǎo)表示衷心感謝！最后感謝在我身邊一直默默支持我的家人，是他們的愛讓我在四年的大學生活中漸漸長大，讓我擁有強大的動力勇往直前！ 參考文獻[1] 葉杭冶. 風力發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計、運行與維護[M].北京：電子工業(yè)出版社， 2010年4月.[2] 薛桁，朱瑞兆，楊振斌. 中國風能資源貯量估算[J]. 太陽能學報. 2001年第22卷第2期：P168P170.[3] 中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會（CWEA）. 2009年中國風電裝機容量統(tǒng)計. 2009年.[4] 宋麗莉，毛慧琴，錢光明. 熱帶氣旋對風力發(fā)電的影響分析[J]. 太陽能學報，2006年第27卷第9期：P962P965.[5] 芮曉明，馬志勇，康傳明. 并網(wǎng)型垂直軸風力機的基本構(gòu)成與氣動特性[J]. 太陽能學報, 2007年第2期：P28P31.[6] 孫云峰. 小型垂直軸風力發(fā)電機組的設(shè)計與實驗[D]. 內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學, 2008年.[7] 聶珣. 基于自適應(yīng)轉(zhuǎn)速觀測器的雙饋風力發(fā)電控制系統(tǒng)的研究[D]. 長沙：中南大學, 2009年.[8] 張國銘. 論制造兆瓦級垂直軸風力發(fā)電機的合理性[J]. 風力發(fā)電，2001年第4期：P55P61[9] 宋海輝. 風力發(fā)電技術(shù)及工程[M]. 中國水利水電出版社，2009年.[10] 王心塵. 基于Matlab_Simulink的垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計[D]. 廈門：廈門大學, 2008年. [11] 芮曉明，柳亦兵，馬志勇. 風力發(fā)電機組設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2010年.[12] 楊國良，高瑞斌，張純. 垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)制動及保護電路設(shè)計[J]. 電力電子技術(shù)，2009年第43卷第10期：P53P59.[13] 趙永強，侯紅玲，施紹寧. 蓄電池智能充電系統(tǒng)的設(shè)計與研究[J]. 陜西理工學院學報，2010年第26卷第3期：P5P8. 附錄 圖紙清單圖紙名稱數(shù)量大小備注總裝圖1A1用A0紙畫，A1大小打印下支撐架連接盤1A4聯(lián)軸器1A4上支撐架連接盤1A4支承軸套1A3葉片支架1A3葉片1A3箱體1A3箱蓋 1A3傳動軸1A3 注：各圖紙見檔案袋。37
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1