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1、毕业设计答辩课题：风力发电机传动系统建模与仿真课题：风力发电机传动系统建模与仿真课题：风力发电机传动系统建模与仿真课题：风力发电机传动系统建模与仿真学院：机械电气化工程学院学院：机械电气化工程学院学院：机械电气化工程学院学院：机械电气化工程学院设计：设计：设计：设计：指导：指导：指导：指导： 2013 2013年年年年5 5月月月月2024/9/6答辩提纲设计设计设计设计( (研究研究研究研究) )背景背景背景背景1 1 设计任务设计任务设计任务设计任务( (研究主题研究主题研究主题研究主题) )2 2尺寸设计计算尺寸设计计算尺寸设计计算尺寸设计计算( (研究过程研究过程研究过程研究过程) )
2、3 3设计设计设计设计( (研究研究研究研究) )难点与解决方法难点与解决方法难点与解决方法难点与解决方法4 4成果展示成果展示成果展示成果展示( (结论结论结论结论) )5 5心得体会心得体会心得体会心得体会6 62024/9/6一、设计背景随着能源和环境问题日趋严峻，风能作为一种清洁、可再生能源受到了广泛的关注和应用，风力发电技术也得到了快速的发展。风力发电机齿轮传动系统作为风力发电系统的关键部件之一，主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速，其性能好坏直接决定了风力发电机性能的好坏。研究在随机风速工况下风力发电机齿轮传动系统的动态特性和可靠性是风力发电机设
3、计中的重要任务之一。 1 1 1 1、概述、概述、概述、概述2024/9/6二、设计任务尺寸设计尺寸设计 三维仿真三维仿真三维仿真三维仿真造型设计造型设计垂直轴风力发电机的分析垂直轴风力发电机的分析2024/9/6垂直轴风力发电机的分析垂直轴风力发电机的分析主要具有下面七大优势：（1）风能利用率高；（2）起动风速低，并且不择风向，不需对风，节省了对风选向装置，使结构设计简单化；（3）机架较矮，安装、维修方便；（4）制造成本比较低；（5）在遭遇强风时，减速、停机效果较好；（6）叶片可做成各种形状，叶片可塑变化性强；（7）叶片一般都是以简支梁或者多跨连续梁的力学模型安装在风力发电机的转子上，这不仅
4、有利于降低风力机叶片材质的要求，而且有利于风力发电机的使用寿命。因此，垂直轴风力发电机变成风力发电机发展的一个重要方向。2024/9/6 垂直轴风力发电机造型设计H H 型垂直轴风力发电型垂直轴风力发电机主要由机主要由（1 1）风轮装置、）风轮装置、（2 2）刹车装置、）刹车装置、（3 3）齿轮增速器、）齿轮增速器、（4 4）电动机、）电动机、（5 5）塔架等部件组）塔架等部件组成成2024/9/6尺寸尺寸尺寸尺寸设计内容设计内容设计内容设计内容风力发电机风力发电机机构机构机架机架的的尺寸设计尺寸设计风力发电机风轮叶扇尺寸设计风力发电机风轮叶扇尺寸设计风力发电机叶扇轴尺寸设计风力发电机叶扇轴尺
5、寸设计传动系统传动系统齿轮增速器齿轮尺寸设计齿轮增速器齿轮尺寸设计风力发电机电机尺寸设计风力发电机电机尺寸设计风力发电机电机尺寸设计风力发电机电机尺寸设计2024/9/6机架尺寸设计总高总高4000mm4000mm长、宽等高均为长、宽等高均为2000mm 2000mm 比例比例1:11:12024/9/6风轮叶扇尺寸设计图所示图所示风叶总长风叶总长1500mm 1500mm 龙骨投影高龙骨投影高500mm 500mm 角度角度30 30 如图所示如图所示2024/9/6 风力发电机叶扇轴尺寸设计中心轴直径中心轴直径中心轴直径D120mm D120mm D120mm 外轮廓外轮廓外轮廓直径直径直
6、径D240mm D240mm D240mm 凸台直径凸台直径凸台直径D160mm D160mm D160mm 小孔直小孔直小孔直径（径（径（55 5个个个D20mmD20mmD20mm厚度厚度厚度50mm 50mm 50mm 中间凸台厚度中间凸台厚度中间凸台厚度 100mm100mm100mm2024/9/6增速器齿轮尺寸设计齿轮一内孔直径齿轮一内孔直径齿轮一内孔直径D80mm D80mm D80mm 齿轮齿轮齿轮总厚总厚总厚250+300 250+300 250+300 大齿轮外径大齿轮外径大齿轮外径 D600mm D600mm D600mm 齿长齿长齿长100mm100mm100mm小齿轮
7、小齿轮小齿轮外径外径外径D350mm D350mm D350mm 齿长齿长齿长100mm100mm100mm齿轮二内孔直径齿轮二内孔直径齿轮二内孔直径D120mm D120mm D120mm 齿轮齿轮齿轮外径外径外径 D600mm D600mm D600mm 齿轮内切直径齿轮内切直径齿轮内切直径 D300mm D300mm D300mm 齿长齿长齿长100mm100mm100mm齿轮厚度齿轮厚度齿轮厚度 150mm150mm150mm齿轮三外径齿轮三外径齿轮三外径D120mm D120mm D120mm 齿轮轴高齿轮轴高齿轮轴高 900mm 900mm 900mm 齿轮厚度齿轮厚度齿轮厚度40
8、0mm400mm400mm2024/9/6 风力发电机电机尺寸设计前端面直径前端面直径前端面直径 D350mm D350mm D350mm 内径内径内径 D122mm D122mm D122mm 前端面盖外径前端面盖外径前端面盖外径 D600mm D600mm D600mm 内径孔内径孔内径孔D250mm D250mm D250mm 螺纹孔径均为螺纹孔径均为螺纹孔径均为20mm 20mm 20mm 机座外径机座外径机座外径 D600mm D600mm D600mm 内径孔内径孔内径孔D450mm D450mm D450mm 转子总长转子总长转子总长800mm 800mm 800mm 转子轴径转
9、子轴径转子轴径D120mm D120mm D120mm 定子铁心定子铁心定子铁心 大外径大外径大外径D500mm D500mm D500mm 小外径小外径小外径D400mm D400mm D400mm 孔径孔径孔径D300mmD300mmD300mm滑环内径滑环内径滑环内径D120mm D120mm D120mm 底端盖外径底端盖外径底端盖外径D600mm D600mm D600mm 内径内径内径D500mm D500mm D500mm 底端面高底端面高底端面高250mm250mm250mm2024/9/6能能实实现现制制动动发发电电，起起步步释释能能结结结结构构构构简简简简单单单单，体体体体
10、积积积积精精精精巧巧巧巧，操操操操做做做做容容容容易易易易适适应应恶恶劣劣环环境境能能力力充充分分体体现现充充分分体体现现节节能能环环保保思思想想设计要求设计要求设计要求设计要求2024/9/6四、设计难点与解决方法难点一: 为了冲充分利用风能源，提高发电效率，使风轮小做功却能生产高电量，必须设计一个提高电机转动速率的设备 . 此难点的解决方法是设计此难点的解决方法是设计一种类似行星传动的增速一种类似行星传动的增速器。器。难点二：难点二： 由于风力机工作由于风力机工作环境通常是在野外，环境通常是在野外，连续不停地运转连续不停地运转 ，所以风轮的承受能力所以风轮的承受能力一定要强，抗蚀性一一定要
11、强，抗蚀性一定要强。定要强。 此难题的解决方法是此难题的解决方法是采用强度高，龙骨为采用强度高，龙骨为三角构造新型高质量三角构造新型高质量耐久材料。耐久材料。 2024/9/6设计成果展右图给出了现有的一款垂直轴小型风力发电机，该产品适合于风力资源较好，用电不方便的地区或场合使用，当此类发电机与太阳能板结合在一起的时候，可以做到风光互补，持续发电。具体信息可观看仿真视频。 三维造型设计三维造型设计2024/9/6六、设计心得体会设计思维和创造能力得到提高知识面得到了很大的扩展提高了运用所学知识的能力毅力和自信心有了很大的提高汇报完毕 请校领导与老师批评指正请校领导与老师批评指正 谢谢 谢！谢！
