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　　1、 目 录摘 要.1ABSTRACT.2第一章 绪 论1.1开发利用风能的动因.3 1.2风力发电的状况及展望.5 1.3本文主要工作内容.7第二章 风力发电系统的设计.8 2.1 风力发电系统运行控制的总体方案.8 2.1.1 风力机利用风的最佳运行原理.82.1.2 风的调向装置.102.2 风轮机.112.3 齿轮箱.122.4 风力发电机.132.5储能装置.132.6控制系统.16第三章 风力发电机的结构设计.18 3.1 概述.18 3.2发电机的选型.18 3.2.1 选择发电机应综合考虑的问题.18 3.2.2型号选择.19 3.3 发电机主轴结构设计.19 3.3.1轴的相关参

　　2、数的选择和计算.19 3.4轴段设计与校核.20 3.5风力发电机增速器的选择.23 3.5.1适用范围和特点.23 3.5.2型号的选择.24 3.6主轴与增速器之间的联轴器.24 3.6.1 联轴器的特点.24 3.6.2联轴器的型号及主要参数.24 3.7 刹车装置的设计.25 3.8选择滑环.26 3.9 托架的基本结构.26 结论.27 参考文献.28 致 谢.3032 摘 要本文对国内外风力发电的发展现状进行了概述。指出了风力发电机的发展趋势和研究方向。阐述了三相异步电机的结构与原理。重点讲述了三相异步发电机的电磁设计方法，并列出了具体的电磁设计过程。本课题所研究的异步发电机，是目

　　3、前最理想的风力发电机，前景非常乐观重点介绍了目前风电场中所采用的风力发电机组 ,包括风力机、风力机的功率调节及恒速恒频和变速恒频发电系统。介绍了风力发电机组的三种典型控制策略的理论依据技术路线。设计了一个变速恒频风力发电系统。本设计方案程序简单、结构清楚、数据精确，设计过程追求提高效率，兼顾简化工艺，降低成本等特点。关键词： 新能源；风力发电机；变速恒频 Design of low-speed and small-size wind-driven generator ABSTRACT A brief summarization of development on wind turbine ge

　　8、进步四方面来介绍风能开发利用的动因。1.1.1 经济驱动力1.1.1.1 经济最优化能源供应的经济最优化提供了重视开发利用的基本原理。在偏远地区，电力供应困难。与常规电网延伸和柴/汽油机发电相比，利用小型离网风力发电系统供电有成本优势。例如在内蒙古农牧区，利用小型离网风力发电系统供电，农牧户承担的成本约2元/KW左右。如果用电网延伸的方法，农牧户承担的成本高于8元/KW。在这些地区，利用汽油/柴油发电机的供电，考虑油料的运输成本，农牧户承担的成本也要高于6元/KW。1.1.1.2 化石能源资源枯竭与供应安全5进入工业社会后，人类在飞速发展自己的文明过程中经过了多次能源危机。人们开始认识到，无限

　　9、制地开采煤炭、石油、天然气等化石能源，终有资源枯竭的一天。目前石油储量约1300亿吨，年消耗量约35亿吨，计今后25年中平均年消耗量将达50亿吨，即使加上新发现的油田，专家估计总储量也不会超过2000亿吨，石油资源在四五十年后也将枯竭。为了人类社会的可持续发展，当务之急是寻找和研究利用其他可再生资源。风能作为新能源中最具工业开发潜力的可再生能源，就格外引起人们的瞩目。一些国家要靠进口化石能源来满足本国内能源的消费。风能的开发利用可以减少对国外能源的依赖，并加强本国的能源供应安全水平，国内的化石能源价格变化较小，社会经济稳定性也因此而增强。1.1.1.3 促进能源产业升级风力发电技术属于新兴技术

　　10、，风电产业是朝阳产业。风力发电技术的研发、示范到商业化发展，最终进入市场，将给整个能源产业带来新的活力，成为国民经济的一种新的经济增长点。一个国家如果开发利用风能技术早，就有可能占据风能利用的技术和市场优势。1.1.2 环境驱动力除了人们早先认识到的烟尘、二氧化硫等区域性的污染外，世界上越来越多的人开始认识到二氧化碳等温室气体的大量排放对全球气候变暖给人类社会带来的有害影响。冰山消融、海平面升高、大气环流和海洋异常导致自然灾害的频发、土地沙漠化，使“地球村”的效应更加明显，各国都认识到必须共同采取措施减缓和影响这种变化。为减缓地球变暖，1997年在日本京都召开的联合国气候变化框架缔约方第3次大

　　11、会上，84国代表审议通过京都议定书，要求工业发达国家大幅度削减二氧化碳等温室气体排放量。这也迫使人们重视寻找其他可再生的替代能源。风能在能源转化工程中不会产生任何排放量，因此除了不产生烟尘、二氧化硫等区域性污染外，也不会带来全球环境污染。1.1.3 社会驱动力风能份额增加时，会创造很多直接和间接的就业机会。除了在工厂的生产和装机工程中创造就业之外，在设备维护方面也会提供就业机会。另外，在一些国家（如欧盟国家）中，风能开发利用已经成为热点问题，得到了公众的支持。许多民众十分关注风能的发展，并将利用风能和其他可再生能源当成他们的生活方式。绿色电力的发展就是一个典型的例子，人们自愿以高于化石电力的价格购买风电和其他可再生能源电力。1.1.4 技术驱动力随着科技的进步，空气动力理论的不断发展、新型高强度、轻质材料的出现，计算机设计技术的广泛PG电子官方网站 PG电子网址应用和自动控制技术

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