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摘要：直驱型风力发电机，是一种由风力直接驱动发电机，省去齿轮传动的一种效率更高的风力发电机。本文设计的是 1MW 直驱型风力发电机，主要包括风力机叶片、轮毂、变桨系统、发电机、偏航系统、塔架及机舱的设计。其中叶片的设计使用了翼型设计软件 Profili，该软件可以更准确更详细的获得不同翼型的各种参数，最后选取 NACA63-412叶型，并将叶片分为 20个叶素进行优化设计，使用 Excel 编程计算出每个叶素的弦长，根据这些叶素用 CAD 画出三文图形。轮毂的设计根据叶片的尺寸进行选取，选择球形轮毂，然后用 CAD 画出三视图。发电机选取永磁式交流发电机，采用变桨距系统，使用电动偏航系统来实现对风。最后做出整体的效果图，完成对直驱型风力发电机的设计。41553
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毕业论文关键词：直驱型风力机；叶片；轮毂；变桨系统；偏航系统A Design of Direct-driven Wind Turbine
Abstract：Direct drive wind turbine, a generator driven by the wind directly, eliminating theneed for a more efficient geared wind turbines. This design is 1MW direct drive wind turbines,including wind turbine blades, hub, pitch system, generator, yaw system, tower and nacelledesign. Wherein the blade airfoil design using design software Profili, the software can bemore accurate and detailed the various parameters to obtain different airfoils, and finally selectNACA63-412 leaf type, and the blade 20 into the blade element to optimize the design, useExcel program to calculate the chord of each blade element, according to the blade elementwith CAD drawing three-dimensional graphics. Wheel design according to the size of the bladeselection, choose spherical hub, followed by CAD three-view draw. Select a permanent magnetalternator generator, with variable pitch system, the use of electric yaw system to achieve thewind. Finally, to make the overall effect diagram, complete direct drive wind turbine design.
KeyWords：Direct drive wind turbine; blade; hub; pitch system; yaw system
目 录
1 绪论.1
1.1 风力发电机.1
1.1.2 风力发电机原理 1
1.2 风力发电机分类...1
1.2.1 水平轴风力发电机.2
1.2.2 垂直轴风力发电机..2
1.3并网型风力发电机组 2
1.3.1 双馈风力发电系统..3
1.3.2 直驱式风力发电系统...4
1.3.3 三相同步发电系统..5
1.5直驱型风力发电机组特点..6
1.6我国直驱型风力发电机组制造企业概况 6
1.6.1 直驱型风力发电机组配套部件制造企业概况.7
1.6.2 国内并网直驱型风力发电机组的技术来源7
1.7直驱型风力发电机组发展前景... 8
2 风轮机的设计....8
2.1叶片的设计..9
2.1.1 额定风速的确定. 9
2.1.2 风力发电机的额定功率....9
2.1.3 风轮叶片数9
2.1.4 风轮叶尖速比... 10
2.1.5 确定风轮直径... 10
2.1.6 风轮额定转速.. 10
2.1.7 风机翼型的选取....11
2.1.8 叶片气动优化... 13
2.1.9 风力机叶片材料....15
2.1.10 防雷系统设计. 17
2.2 轮毂. 19
2.3 变桨系统...21
3 发电机21
3.1.直流发电机21
3.2 交流发电机....23
3.2.1 永磁式发电机... 23
3.2.2 硅整流自励交流发电机. 25
3.2.3 电容自励异步发电机.25
4 机舱组件设计..26
4.1 偏航系统...26
4.2 塔架. 27
4.2.1 选择塔架的类型....27
4.2.2 塔架的设计问题....28
4.2.3 塔架高度的计算....28
4.3 机舱. 29
4.3.1 机舱底板..29
4.3.2 机舱盖.29
5 总结....30
致 谢.32
参考文献33
1 绪论1.1 风力发电机在过去的很多年来，风力发电机就如同水力机械一样，作为动力的来源代替了人力、畜力，对生产力的发展起到了至关重要的作用。由于近代机电动力的广泛应用和上世纪五十年代中东油田的发现，阻碍了风力机的发展，使得风力机的发展非常缓慢。在七十年代初期，由于"石油危机"，使得能源短缺问题更加严重，让人们意识到了传统矿物能源供应的不稳定性和有限性，因而寻求清洁的可再生能源遂成为现代社会最重要的课题之一。风能是一种可再生的、无污染的自然资源，又重新得到了人们的重视。