直驱式无定子竖轴风力发电机的初步研究

摘要

竖轴风力发电机主要有两种：阻力型风力机和升力型风力机。本文主要研究的是升力型竖轴风力发电机，该风力发电机采用了一种特殊机构--逆向双风轮机构，即一个风轮直接驱动发电机转子正转，另一个风轮直接驱动发电机“定子”反转。风电机组省去了齿轮箱，提高了系统的可靠性，并可以很好的降低风力机对风速的要求。由于风力机机构特殊，实现该机构需要一种低速双转子发电机。本文对低速双转子发电机进行了研究，然后是系统地讨论风轮的设计方法及其限速机构的设计方法，风轮叶片选用NACA0015翼型，最后对风力发电机系统布局进行了讨论。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景及其意义

1.2垂直轴风力发电机国内外研究及发展动态

1.2.1国内垂直轴风力发电的发展现状

1.2.2国外垂直轴风力机发展最新动态

1.3课题研究内容

第二章基本概念及原理

2.1叶片设计的空气动力学基本原理

2.1.1贝兹理论

2.1.2多流管模型动量理论

2.1.3垂直轴达里厄风力机叶素理论

2.2叶片的几何参数和空气动力学特性

2.2.1翼型的几何参数和气流角

2.2.2作用在运动桨叶上的气动力

2.3主要垂直轴风力机基本种类及其特性

2.3.1阻力型风力机

2.3.2升力型风力机

2.4本章小结

第三章低速双转子发电机的初步研究

3.1低速双转子发电机技术的实现

3.1.1低速单转子发电机技术实现的可能性

3.1.2低速双转子发电机的结构要求

3.2低速双转子发电机技术分析与设计

3.2.1.低速发电机技术分析

3.2.2 转子发电机的改造设计

3.3本章小结

第四章直驱式无定子竖轴风力机风轮设计研究

4.1风力机主要特征风速及风轮参数的确定方法

4.1.1风力机主要特征风速的确定

4.1.2风轮设计参数的确定

4.2风轮的设计及实例

4.2.1风力机一些额定参数的确定

4.2.2风轮参数的确定

4.3风轮起动的技术实现

4.4本章小结

第五章直驱式无定子竖轴风力机桨距调节机构的研究

5.1定桨距及变桨距调节分析

5.1.1定桨距调节特点

5.1.2变桨距调节特点及控制理论

5.2变桨距调节设计

5.2.1限速原理

5.2.2离心飞锤系统变距原理

5.2.3变距计算及弹簧设计

5.3本章小结

第六章直驱式无定子竖轴风力机整机系统布局及总体参数

6.1无定子竖轴风力发电机系统方案的描述

6.1.1新型风力发电机的技术方案

6.1.2新型风力发电机的总体方案

6.2直驱式无定子竖轴风电机组系统布局

6.2.1无定子竖轴风力机叶轮布局

6.2.2传力路线布局

6.2.3塔架系统承力布局

6.3风力机组的基本参数

6.4绘制标有基本尺寸的三视图

6.5该新型风力发电机与现有风力发电机的比较

6.6本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

附录

在学期间发表的学术论文和参加科研情况