【摘要】：大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)是解決我國能源和電力短缺的戰(zhàn)略選擇之一。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備以其運(yùn)營低成本,無污染,低能耗,靈活多樣的結(jié)構(gòu)選擇以及安裝使用和運(yùn)行維護(hù)簡便的特點(diǎn),在風(fēng)力發(fā)電方面占有較大優(yōu)勢。然而,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的許多關(guān)鍵技術(shù)依然不夠成熟,特別是小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。軸承作為發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵零部件之一同樣面臨多重挑戰(zhàn)�，F(xiàn)有的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)阻力大,致使發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)風(fēng)速較高,對風(fēng)能的利用率低。因此,開發(fā)適用于低風(fēng)速區(qū)的小型低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電技術(shù),是擴(kuò)大我國風(fēng)能有效利用面積的關(guān)鍵。本文以某1kW垂直軸小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)為研究對象。首先,提出用永磁懸浮軸承替代現(xiàn)有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子使用的傳統(tǒng)軸承的方案,設(shè)計(jì)了永磁懸浮軸承。其次,利用ANSYS軟件對設(shè)計(jì)好的永磁懸浮軸承的承載力進(jìn)行了有限元仿真分析。仿真分析證明該軸承的承載能力滿足承載要求。然后,對制造完成的零部件進(jìn)行裝配,并對最終產(chǎn)品進(jìn)行了承載力的測試。實(shí)測結(jié)果與仿真分析吻合,設(shè)計(jì)方案合理。最后,將永磁軸承安裝在小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上進(jìn)行對比測試和裝機(jī)驗(yàn)證。通過對比,使用本文設(shè)計(jì)軸承的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)較使用常規(guī)軸承的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)風(fēng)速明顯減小。從而使該型小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以用于風(fēng)能資源不豐富的地區(qū),提高風(fēng)能利用率,這對國家能源戰(zhàn)略意義深遠(yuǎn)。
[Abstract]:Developing wind power industry in a large scale is one of the strategic options to solve the shortage of energy and electricity in China. Small-scale wind turbine equipment has advantages in wind power generation due to its low operating cost, no pollution, low energy consumption, flexible and diverse structure selection, simple installation, operation and maintenance. However, many key technologies for wind turbines, especially small ones, are still immature. As one of the key components of generators, bearings also face multiple challenges. The starting resistance of the existing small wind turbine is large, which results in high wind speed and low utilization of wind energy. Therefore, it is the key to expand the area of effective utilization of wind energy in China to develop the technology of small scale wind power generation with low wind speed. A 1 kW vertical axis wind turbine is studied in this paper. Firstly, the permanent magnetic bearing is designed to replace the traditional bearing used in generator rotor. Secondly, the finite element simulation analysis of the bearing capacity of permanent magnetic bearing is carried out by ANSYS software. The simulation results show that the bearing capacity meets the bearing requirements. Then, the finished parts are assembled and the ultimate product is tested. The measured results are in agreement with the simulation analysis and the design scheme is reasonable. Finally, permanent magnetic bearings are installed on small wind turbines for comparative testing and verification. By comparison, the wind speed of small wind turbine with bearing designed in this paper is obviously lower than that of small wind turbine with conventional bearing. Therefore, the small wind turbine can be used in the regions where the wind energy resources are not abundant, and the utilization rate of wind energy can be improved, which is of great significance to the national energy strategy.
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2130539