家用小型风力发电系统的初步设计
小型家用风力发电机毕业设计
小型家用风力发电机毕业设计1000字一、设计内容本次设计的目的是设计一台小型家用风力发电机，能够在一个家庭中使用。
此发电机可产生电流，将电力储存到电池中，通过逆变器将直流电转为交流电供应家庭用电。
设计将包括以下内容：1. 选择合适的风轮尺寸和型号。
2. 选出合适的发电机和电路。
3. 逆变器的设计与制作。
4. 发电机和逆变器的控制系统。
5. 外壳的设计和制造。
二、设计原理风力发电机是利用风能产生的机械能转变为电能的装置。
当环境中的风吹在旋转的叶片上时，通过叶轮将机械能传递给发电机。
发电机会将机械能转化为电能并储存在电池中，其后逆变器会将直流电变为交流电以供应各项家庭电力需求。
三、设计细节1. 风轮：通过大气压力的力量，使叶片旋转，最终达到发电目的。
在此设计中，我们选择了一种直径为0.9米，叶片数为三的风轮。
2. 发电机：发电机是小型家用风力发电机的核心。
在此设计中，采用了一台带有稳定器的直流发电机。
发电机输出电流的功率为250W。
3. 逆变器：逆变器可以将直流电转换为交流电，以供应家庭用电。
我们选择了一台可以将12伏直流电转换为220伏交流电的逆变器。
4. 控制系统：我们需要对风力发电机进行控制。
控制系统是根据风速来控制发电机的转速，将飞轮的转速保持在一个稳定范围内。
5. 外壳：外壳是保护小型家用风力发电机内部设备的一个重要部分。
我们选择了一种轻质的、具有良好透气性的材料来制作外壳。
四、设计结果这款小型家用风力发电机的核心部件是发电机和逆变器。
通过控制系统，可以在不同风速下保持转速的稳定。
外壳可以保护内部设备，同时也起到状觉上的美观作用。
通过此设计，我们发现小型家用风力发电机是最佳可持续能源选择之一。
它可以为家庭提供一定量的电力，同时具有环保和节能的特点。
微型风力发电机的设计与制造
微型风力发电机的设计与制造随着环保意识的提高和新能源的广泛应用，微型风力发电机逐渐成为一种趋势，被广泛应用于家庭、学校、农村等领域。
在本文中，我将介绍微型风力发电机的设计与制造流程。
一、设计首先，设计是微型风力发电机制造的重要环节。
在设计中，需要考虑以下几个方面：1.1 风轮设计风轮的设计是微型风力发电机的核心。
风轮应该具备如下特点：（1）具有足够的面积面积通常控制在50-60平方厘米左右，面积过小会使发电效率低下。
（2）合适的叶片数量一般来说，叶片数量为3-5片为佳，因为旋转速度不会太慢或太快。
（3）合适的材质常见的材质有塑料、木材、铝合金等，选择材料时要考虑材料的强度、重量、成本和易加工性等因素。
（4）减少风阻力在设计风轮时，需要减小风阻力，从而提高发电效率。
1.2 发电机设计微型风力发电机中常用的是直流发电机。
发电机的选择要根据风轮的转速匹配。
具体要求可参考厂家提供的技术数据。
1.3 控制器设计控制器通常是微型风力发电机的核心部件之一，它能够实时检测风轮的转速，并根据转速调节输出电压和电流。
1.4 塔架设计塔架的设计需要考虑到风轮的高度，风速和塔架的稳定性，一般需要在地面上混凝土基础上架设。
二、制造2.1 风轮制造在制造风轮时，首先需要根据设计图纸制作叶片，并考虑叶片的重心和均衡。
其次，需要制造风轮骨架，根据骨架形状来加工好齿轮，该齿轮与风轮直径相等，定位固定在骨架中间，轴向风轮输出转速。
2.2 发电机制造发电机的制造需要根据设计图纸加工各部件，如定子、转子和轴承等。
2.3 控制器制造控制器制造需要选择合适的电子元器件，如电容器、电阻器、磁性元件等，并制作出完善的电路板。
2.4 塔架制造塔架制造通常需要使用钢材，并进行切割，焊接和装配等工艺。
三、安装安装时需要先将塔架安装在地面上，并固定好，然后将风轮装在塔架的顶部，并与发电机和控制器接线连接。
最后，在安装好的组件上附加警示标志，避免外力干扰。
小型风力发电机总体结构的设计
小型风力发电机总体结构的设计首先，塔架结构是小型风力发电机的基础支撑结构，主要作用是稳定风轮的位置和方向。
塔架通常由金属或钢筋混凝土制成，高度一般在10米至30米之间。
在设计时，需要考虑到塔架的强度、稳定性和耐久性，以及便于安装和维护。
其次，风轮（葉片）设计是小型风力发电机的核心部分，负责接受风能并驱动发电机发电。
风轮通常由数个叶片组成，常见的材料有玻璃纤维、碳纤维等。
在设计时，需要考虑到叶片的形状、长度和材料的选择，以提高风轮的效率和稳定性。
风轮的设计应考虑到叶片的形态优化，以降低风阻和噪音，提高风能的利用率。
通常采用的形状有直接扇形、折叠扇形、三角扇形等，可以通过风洞实验和仿真计算来确定最佳形状。
此外，风轮还需要考虑叶片的长度和数量，以适应不同风速和功率要求。
第三，发电机是将风能转换为电能的关键设备。
通常采用的是永磁同步发电机，可以有效提高发电效率。
永磁同步发电机结构简单、效率高、体积小、重量轻，是小型风力发电机中较为常用的一种类型。
同时，发电机还需要配备适当的传感器和电器设备，以确保风能可以稳定地转换为电能，并兼容与电网或电池的连接。
最后，控制系统是小型风力发电机的重要组成部分，主要用于监测风速、机组运行状况、电压输出等，并根据实时情况对发电机进行调节。
控制系统通常包括风速传感器、转速传感器、电流传感器、电压传感器、电池管理系统等。
这些传感器和电器设备可以与发电机和电网进行连接，实现风力发电机的自动化控制和监测。
总之，小型风力发电机的总体结构设计需要考虑到塔架结构、风轮（葉片）设计、发电机和控制系统。
这些设计要素的合理搭配和优化可以提高风力发电机的效率、稳定性和可靠性，为户外和偏远地区提供可持续的电力供应。
小型分布式风力发电系统的设计方案
小型分布式风力发电系统的设计方案1. 引言随着对可再生能源的需求增加，分布式风力发电系统在小型应用中的应用越来越受到关注。
本文将介绍一种小型分布式风力发电系统的设计方案，该方案可以以较低的成本获得可靠的风力发电能力。
2. 系统组成小型分布式风力发电系统由以下几个主要组成部分组成：2.1 风力发电机风力发电机是系统的核心组件，负责将风能转换为电能。
在设计中，选择高效率、低噪音的风力发电机非常重要。
同时，考虑到系统的可靠性和稳定性，我们建议选择叶片直径适中的垂直轴风力发电机。
2.2 风力发电控制器风力发电控制器用于控制风力发电机的运行并监测系统的状态。
它负责根据风速和电网负载情况调整风力发电机的转速，以保持系统的稳定运行。
同时，风力发电控制器还负责将风力发电机产生的交流电转换为直流电并进行电压和电流的调整，以便与电网兼容。
2.3 储能系统储能系统用于存储风力发电机产生的电能，以便在风力不稳定或电网需求高峰时供电。
常见的储能系统包括蓄电池和超级电容器。
在设计中，应根据系统的功率需求和经济性选择适当的储能系统。
2.4 电网连接小型分布式风力发电系统需要与电网连接，以便将产生的电能供给其他负载或反馈给电网。
为了确保系统与电网的稳定连接，必须添加适当的电网连接设备，如电网并网控制器和保护设备。
3. 系统运行流程小型分布式风力发电系统的运行流程主要包括以下几个步骤：3.1 感知风速和风向通过风速和风向传感器获取当前的风速和风向数据。
3.2 控制风力发电机运行根据风速数据，风力发电控制器调整风力发电机的转速，以使其处于最佳工作状态。
3.3 将风力发电机产生的交流电转换为直流电风力发电控制器将风力发电机产生的交流电转换为直流电，并对电压和电流进行调整。
3.4 储存电能或供电给电网将转换后的直流电能存储到储能系统中，以备在风力不稳定或电网需求高峰时供电。
如果系统发电量超过负载需求，多余的电能可以供电给电网。
3.5 与电网连接通过电网连接设备，将储存的电能注入电网，或从电网中获取能量以满足负载需求。
300W小型垂直轴风力发电机的设计
摘要为了解决日益严重的环境污染和能源危机的问题，开发了一种以风力的发动机。
关键词：风力发电机小型风力发电机风力垂直轴AbstractKey words：设计的300W小型垂直轴风力发电机，并设置了多种传感器，充分应用原发动机的电控系统，实现精确控制。
2．1 压力调节器压力调节器上装有压力传感器且与驾驶室内控制面板相连，这样在驾驶室内即可通过压力值了解风力的大小。
在压力调节器前分别安装有加温器和过滤器。
其中加温器是为了给风加热，以避免因风压力降低吸收热量而使压力调节器冻结。
过滤器是为了滤除气体中的杂质，以避免减压器阀口被堵塞。
风力压力调节器后连接电磁阀，当发动机出现故障或发动机熄火时，电磁阀自动切断风的供给。
2.2 气体流量阀气体流量阀可精确控制双风力工作状态下的风力流量。
其内有一小容积室，与风力喷射器、风压力传感器和温度传感器相连，2个传感器分别测出容积室中风的压力和温度。
中央控制器(ECU)将实测风压力与存储在ECU内的目标压力值相比较，根据二者的差值调整容积室的容积，保证确的风喷射量。
风以1O～80 Mpa的喷射压力喷入时进气道内，与空气充分混合后进入气缸。
风力喷射器的喷孔与空气的流向相反，使风与空气充分混合。
2.3 中央控制器ECU是YC6108双风力发动机的控制核心，它接受8个传感器的信息，通过计算分析处理后，向空气风力控制器及气体流量阀等主要执行器发出指令，控制双风力状态下的空气量以及风力的流量，进而保证发动机的性能。
ECU具有故障自诊断功能。
当控制系统出现问时，ECU 自动记录错误信息，并将错误代码在控制面板上显示出来。
它可自动记录风流量、空气流量风温度和压力、进气温度、进气压力等3O余个参数随时间变化的曲线，并进行分析。
2.4 空气风力控制器空气风力控制器安装在喷油泵的后端。
发动机在双风力工作状态时，ECU 按照其内设定的风力MAP，通过控制步进电机的行程从而控制喷油泵齿条的位移量来控制在双风力工作状态的空气风力。
小型风力发电机毕业设计
小型风力发电机毕业设计小型风力发电机毕业设计一、引言随着人们对可再生能源的需求日益增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，越来越受到关注。
在这个背景下，设计一台小型风力发电机成为了我毕业设计的主题。
本文将介绍我设计的小型风力发电机的原理、结构和性能优化。
二、原理小型风力发电机的工作原理与大型风力发电机基本相同。
它们都利用了风的动能来驱动风轮旋转，进而带动发电机产生电能。
在小型风力发电机中，风轮通常由数个叶片组成，这些叶片的角度和形状会影响风轮的转动效率。
当风吹过风轮时，叶片会受到气流的冲击，产生扭矩，进而使风轮旋转。
旋转的风轮通过传动装置将动能转化为电能。
三、结构小型风力发电机的结构相对简单，主要包括风轮、传动装置和发电机三个部分。
1. 风轮：风轮是小型风力发电机的核心部件，它负责接受风的作用力并转化为机械能。
风轮通常采用三叶片结构，因为这种结构在风力作用下旋转效率较高。
另外，风轮的材料也需要轻量、坚固和耐腐蚀。
2. 传动装置：传动装置将风轮旋转的机械能转化为发电机所需的转速和扭矩。
传动装置通常由齿轮或链条组成，它们能够将风轮的低速旋转转换为发电机所需的高速旋转。
3. 发电机：发电机是小型风力发电机的核心组件，它将机械能转化为电能。
发电机通常采用交流发电机或直流发电机，其中交流发电机的结构相对简单，直流发电机的效率相对较高。
四、性能优化为了提高小型风力发电机的性能，我在设计中采取了以下优化措施。
1. 叶片设计：通过优化叶片的角度和形状，可以提高风轮的转动效率。
我使用了计算流体力学模拟软件对不同叶片设计进行了模拟和分析，最终确定了最佳的叶片结构。
2. 传动装置优化：通过选择合适的传动装置，可以提高传动效率，减少能量损失。
我进行了多次实验和计算，最终选择了一种高效的传动装置。
3. 发电机选择：根据小型风力发电机的需求，我选择了一种高效、稳定的发电机。
这种发电机具有较高的转换效率和较低的能量损耗。
小型家用风力发电系统的设计与实现
小型家用风力发电系统的设计与实现一、引言随着全球节能减排的需求日益增长，可再生能源在全球的应用逐渐受到重视。
风力发电作为一种清洁能源，不污染环境，运转稳定，成为了各国政府和企业推广的重点。
本文主要探讨小型家用风力发电系统的设计和实现。
二、小型家用风力发电系统概述小型家用风力发电系统一般由风力发电机、控制终端、传输线路以及蓄电池等部分组成。
风力发电机是整个系统的核心部分，其转动依靠风的动力来供给家庭电器的用电需求。
相较于大型的风电场，小型家用风力发电系统的产电量较小，一般仅能满足日常生活的少量用电需求。
三、空气动力学理论的应用1. 奇异性论奇异性理论是研究气体在风的作用下的运动和受力情况的数学理论。
通过理论分析，可以确定风力发电机的机械结构，并提高其效率。
奇异性论主要用于分析风力机叶片设计，平衡整个系统结构和改善风力机叶片的风能利用率。
2. 计算流体力学(CFD)计算流体力学是一门将模拟技术、数值方法和计算机程序相结合来研究流体运动状态和流体物理量分布的科学技术。
CFD可以精确计算风力机叶片的气流情况，帮助设计师优化叶片设计，提高发电效率。
四、小型家用风力发电系统组成部分的设计1. 桶状罩和叶片设计桶状罩的设计可以起到防止洋风对风力机的影响，提高风能利用率的作用。
同时，叶片的设计也是非常重要的，可以通过使用奇异性论和CFD分析来确定最优的叶片结构，提高风能转化效率。
2. 蓄电池选用蓄电池是储存风力发电系统产生的电能的设备，根据家庭用电量和系统的电压标准来选择适合的蓄电池。
一般来说，铅酸蓄电池是小型家用风力发电系统的最佳选项。
3. 控制终端及传输线路设计控制终端是整个小型家用风力发电系统的“大脑”，通过控制终端可以对其状况进行检测，并直观地了解发电情况。
传输线路则是将发电的电能传输到蓄电池中，要根据系统的安全电压和电能损失来选择合适的线材。
五、小型家用风力发电系统的实现小型家用风力发电系统的实现需要进行以下步骤：1. 根据系统用电量选用适合的风力机2. 根据系统的特点设计机架和叶片3. 根据电压标准选择蓄电池4. 开发适用的控制终端和传输线路5. 安装系统，进行试运行六、实例应用一般来说，小型家用风力发电系统应该满足以下两个条件：系统维护方便，发电量合适。
小型风力发电机组的设计
小型风力发电机组的设计摘要：风力发电的基本原理是风的动能通过风轮机转换成机械能，再带动发电机发电转换成电能。
主导的风力发电机组一般为水平轴式风力发电机，它由叶片、轮毂、增速齿轮箱、发电机、主轴、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。
风轮的作用是将风能转换为机械能，它由气动性能优异的叶片装在轮毂上所组成，低速转动的风轮由增速齿轮箱增速后，将动力传递给发电机。
上述这些部件都布置在机舱里，整个机舱由塔架支起。
为了有效地利用风能，偏航装置根据风向传感器测得的风向信号，由控制器控制偏航电机，驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动，使机舱始终对向风。
尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。
关键词：风力发电；轴类零件；主轴一、叶片的设计（一）叶片的设计基础风机叶片，是风力发电机的核心部件之一，约占风机总成本的15%～20%，它设计的好坏将直接关系到风机的性能以及效益，其设计如下特征。
(1)密度轻且具有最佳的疲劳强度和力学性能，能经受暴风等极端恶劣条件和随机负载的考验。
(2)叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常，传递给整个发电系统的负载稳定性好，不得在失控（飞车）的情况下载离心力的作用下拉断并飞出，不得在风压的作用下折断，不得在飞车转速以下范围内产生引起整个风力发电机组的强烈共振。
(3)叶片的材料必须保证表面光滑以减小风阻，粗糙的表面亦会被风“撕裂”。
(4)不得产生强烈的电磁波干扰和光反射。
(5)不允许产生过大噪声。
(6)耐腐蚀、紫外线照射和雷击性能好。
(7)成本较低，维护费用低。
（二）材料的选择根据叶片计算结果及经验最终确定制作3叶片风力发电机并决定用木板来加工叶片。
购买了3块“长*宽*高”为60㎝*15㎝*2㎝的轻木板。
（材料是通过查阅资料，店铺产品对比，最终选择了轻木板，其次通过计算叶片长度等选择了木板的规格）。
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2015年度本科生毕业论文（设计）家用小型风力发电系统的初步设计院－系：工学院专业：电气工程与其自动化年级：2011级学生姓名：学号：导师与职称：2015年6月2015 Annual Graduation Thesis (Project) of the College UndergraduateThe preliminary design of small household wind power generation systemDepartment:Electrical Engineering and AutomationMajor:Institute of TechnologyGrade:2011Student’s Name:Xu Yun DongStudent No.:2Tutor:The lecturer Hua JingFinished by June, 2015摘要风能作为一种清洁的可再生能源正逐渐受到了人们的重视，风力发电也成为了时下的朝阳产业。
本论文详细阐明了小型独立风力发电系统的设计方案，对风力发电机组的结构和电能的变换与继电控制电路做了初步的研究。
本论文首先介绍了课题的目的和意义，综述了国内外风力发电的发展概况，简要概括了风力发电相关技术的发展状况，论述了常见小型风力发电系统的基本组成和各部分的作用，同时对本论文的系统方案做了简要的概括，着重分析了整流电路与Buck降压电路的配合，蓄电池充放电继电保护以与电能输出的有效性等。
还引入了市电切换电路，作为在发电机故障或蓄电池电量不足的情况下为负载供电。
为了使能量的利用达到最大化，本系统还引入了并网电路。
所以本论文设计的小型风力发电机组不但适合偏远的地区，也适合市区家庭使用。
本文提出的解决方案为：风力传动装置带动三相永磁交流发电机，然后通过AC—DC—DC—AC变换为交流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组和稳压器，通过继电控制电路的监控以实现系统的自动控制，同时并入市电投切，保证系统在风能充足时可蓄能，在风能不充足时亦可为负载供电。
系统的运行状况采用继电控制电路监控和切换。
本论文的重点在于继电控制电路的设计，并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行了全面而严谨的分析。
关键词：小型风力发电机组；整流：逆变；继电控制：蓄电池ABSTRACTWind energy as a clean and renewable energy has been paid more and more attention, wind power generation has become the sunrise industry. This paper expounds the design scheme of small independent wind power generation system, transform and relay control circuit and the power structure of the wind turbine to do in-depth study.This paper firstly introduces the purpose and significance of the topic, summarizes the general situation of development of wind power at home and abroad, summarized the development situation of wind power generation technology, discusses the small wind power generation system, the basic composition and function of each part of the system, at the same time, this paper made a brief summary, focuses on the analysis of the coordination rectifier circuit and Buck circuit, battery charging and discharging of relay protection and electric energy output efficiency. Also introduced the power switching circuit, as for the load of the power supply in the generator or battery power shortage. In order to make the use of energy to achieve the maximization, this system also introduced the grid circuit. So small wind turbines are designed in this paper is not only suitable for remote areas, but also suitable for family use.The solution proposed in this paper is: the wind turbine driven by three-phase AC generator, and then through the AC - DC - DC - AC transform as the standard alternating current user needs, and considering the wind instability, batteries are incorporated in the system, the relay control circuit of the control system achieves automatic control, to ensure the system can storage in the wind in the wind energy is not sufficient enough, also to supply power for the load. The running status of the system with the relay control circuit and switch control.The focus of this paper is the design of relay control circuit, and the running state of the system under the conditions of different wind has made a comprehensive and rigorous analysis.Keywords:Small wind turbines;Rectifier; relay control;Battery目录第一章绪论 (1)1.1小型风力发电概述 (1)1.1.1小型风力发电发展历程与展望 (1)1.2论文系统概述 (5)第二章风力机原理与其结构 (7)2.1风力机的气动原理 (7)2.2风力机的主要部件 (7)2.3风力机的功率 (8)2.4风力机组选型 (9)2.4.1风力机选型 (9)第三章电气设计部分 (13)3.1整流部分 (13)3.1.1整流电路图和工作原理 (13)3.1.2整流管参数选择 (15)3.2蓄电池容量选择 (16)3.3DC/DC变换器 (18)3.3.2驱动电路 (22)3.4充放电保护电路 (23)3.7蓄电池组供电控制设计 (24)3.8驱动电路电源设计 (25)3.9逆变电路 (25)3.9.1三相电压型桥式逆变电路 (26)3.9.2整流管选型 (28)3.9.3逆变电路主电路设计 (29)3.10稳压环节 (31)3.11市电切换电路 (32)3.12并网电路设计 (32)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)第一章绪论风能是—种可再生、无污染、取之不尽用之不竭的新能源，也称之为“绿色能源”。
风能的特点：不需要采购、运输，不需要开采，不消耗资源，清洁卫生。
风能具有广阔的发展前景，在国内外得到了广泛的应用。
它是通过空气流动做功而产生的一种可利用的能量。
空气流动而产生的动能称风能。
空气流速越高，动能就越大。
人们可以用风力机把空气流的动能转化为旋转的机械能去带动发电机。
到2010年为止，全世界以风力产生的电力约有105.1百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1.5%。
风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2013年之间已经成长了十倍以上。
1.1小型风力发电概述1.1.1小型风力发电发展历程与展望在二十世纪80年代初，国家领导人视察我国的西北部地区后，向科技部提出了要解决偏远地区农牧民用电问题的批示。
科技部组织专家考察了这些地区后，提出了使用小型风力发电系统解决偏远地区农牧民供电问题的方案，并列入了国家“六五”科技攻关计划。
当时，南京航空学院、沈阳工业大学、清华大学、长沙铁道学院等一批院校和航空部602所、机械部呼和浩特牧机所、中科院电工所、北京农机化研究院、浙江机电研究院、中国气象科学院等一批院所以与中国船舶工业总公司884厂、内蒙古动力机厂、包头电机厂、商都牧机厂、北京联合收割机厂、北京电机总厂、浙江电力修造厂等企业都参与了小型风力发电机的设计、研制工作。
八十年代中后期，我国的小型风力发电机已形成了规模化生产的能力，在内蒙古等偏远地区推广小型风力发电机将近二十万台，到1992年在丹东召开全国风力机械行业协会成立大会时，会员单位多达五十多家。
但由于没有适时建立产品质量检测体系和市场监督机制，致使大批低质量低价的小型风力发电机涌入市场，导致产品的成本与市场价格错位，优质产品的企业失去了市场，也丧失了产品更新换代和进一步研发的能力。
又加上产品的售后服务体系不完善，导致小型风力发电机产品大多出现了质量问题，用户对小风机产品失去了信心，市场急剧萎缩，从而使得整个小型风力发电机制造行业全面萎缩。
根据全国风力机械行业协会2002年对全国小型风力发电机产品销售量的统计，全国共销售小型风力发电机产品15670台套，其中3000W以下的产品12000台套，并且是低质低价的产品为主，工业产值不足2500万元，不与一个中小企业的年产值。