毕业设计--风力发电机的设计及风力发电系统的研究

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1、 I 综合实践 （能力训练） 说明书综合实践 （能力训练） 说明书 题 目：风力发电机的设计及风力发电系统的研究 II 摘摘 要要 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

2、、 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：关键词： 新能源；风力发电机；变速恒频新能源；风力发电机；变速恒频 III 目 录 摘摘 要要 I 目 录 III 第 1 章 绪 论 1 1.1 开发利用风能的动因 1 1.1.1 经济驱动力 1 1.1.2 环境驱动力 1 1.1.3 社会驱动力 2 1.1.4 技术驱动力 2 1.2 风力发电的现状 2 1.2.1 世界风力发电现状 2 1.2.2 中国风力发电现状 3 1.3 风力发电展望 3 第 2 章 风力发电系统的研究 4 2.1 风力发电系统 4 2.1.1 恒速恒频发电系统 5 2.1.2

3、变速恒频发电机系统 5 2.2 变速恒频风力发电系统的总体设计 8 2.2.1 变速恒频风力发电系统的特点 8 2.2.2 变速恒频风力发电系统的结构 9 2.2.3 变速恒频风力发电系统运行控制的总体方案 18 第 3 章 风力发电机的设计 23 3.1 概述 23 3.2 风力发电机 24 3.2.1 风力发电机的结构 24 3.2.2 风力发电机的原理 24 3.3 三相异步发电机的电磁设计 25 3.3.1 三相异步发电机电磁设计的特点 25 3.3.2 三相异步发电机和三相异步电动机的差异2 26 3.3.3 三相异步发电机的电磁设计方案 27 3.3.4 三相异步发电机电磁计算程序

4、 28 结束语 39 参考文献 40 1 第 1 章 绪 论 1.1 开发利用风能的动因 风能作为一种新能源它的开发利用是有一定动因的， 而且随着时间的推移， 开发利 用风能的动因也在变化。下面将主要从经济、环境、社会和技术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 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，无限制地开采煤炭、石油、天然气等化石能源