小型风力涡轮机设计.docx

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小型风力涡轮机设计

河北农业大学现代科技学院

本科毕业论文（设计）

题目：

简易风力涡轮机驱动二极管发光装置设计

学部：

工学部

专业班级：

电气工程及其自动化0804班

学号：

2008614250416

学生姓名：

武艳彬

指导教师姓名：

曾立华

指导教师职称：

讲师

二O一二年五月二五日

简易风力涡轮机驱动二极管发光装置设计

摘要：

本设计着重介绍简易风力涡轮机驱动二极管发光装置的结构组成及简易的制作过程。

风力涡轮机在风力发电中起到举足轻重的地位。

尤其在当前，我过电力发展还不平衡，电力发展仍然面临许多难题，主要是工程造价高和上网电价高。

我国风电处于发展阶段，有些偏远山区因为交通或者其他原因还不能用上清洁的电能，但是可以利用大量的风能资源，开发风力发电，合理利用风力这一清洁的能源来解决偏远山区散户用电问题，适当解决并网难度大，造价成本高的问题。

简易风力涡轮机是利用电磁感应原理把风力转换成电能，然后通过稳压装置和储存装置，稳定涡轮机转化出的电能并储存，供小户型客户使用。

风力涡轮机单台机组安装方便，成本低，因此风力涡轮机的发展前景相当广阔。

关键词：

涡轮机，稳压装置，二极管，方便，成本低

Simplewindturbine-drivenlight-emittingdiodedesign

Abstract:

Thedesignfocusesonsimplewindturbine-drivenlight-emittingdiodedevicestructure,compositionandsimpleproductionprocess.Windturbinesinthewindpowertoplayadecisiverole.Especiallyinthecurrent,Ihadalsoanimbalanceofpowerdevelopmentaremorethantwoinvestors,theywillbecalled,powerdevelopmentstillfacesmanychallenges,mainlythehighcostofengineeringandhightariff.China'swindpowerinthedevelopmentstage,andsomeremotemountainousareasbecauseoftrafficorotherreasonsnottospendtocleanelectricity,butyoucanusealotofwindenergyresources,thedevelopmentofwindpower,andreasonableuseofthecleanenergyofthewindtosolvetheremotemountainousretailelectricitytoappropriatelyaddressthegridisdifficult,thehighcostofcost.

Thesimplewindturbinesistheuseoftheprincipleofelectromagneticinductiontoconvertwindintoelectricity,andthenbytheregulatordevicesandstoragedevices,stableturbineintoelectricityandstoredforusebythesmallsizecustomers.Easytoinstallwindturbinessingleunit,lowcost,andthereforetheprospectsforthedevelopmentofwindturbinesisverywide.

Keywords:

turbine,regulatordevices,diodes,convenient,lowcost

目录

第一章引言4

1.1简易风力涡轮机驱动二极管发光设计要求4

1.2简易风力涡轮机驱动二极管发光装置设计目的5

第二章简易风力涡轮机驱动二极管发光装置的制作5

2.1所需材料清单：

5

2.2个单元制作方法:

6

2.2.1框架制作6

2.2.2定子线圈制作10

2.2.3定子制作12

2.2.4转子制作14

2.2.5涡轮制作17

2.2.6总装19

2.2.7测试21

2.3故障排查及解决办法22

小结：

23

致谢23

参考文献24

第一章引言

随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。

风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。

风能的利用和开发加速了风力涡轮机的发展。

其主要原因：

一是风力发电的快速发展离不开风力涡轮机的快速发展；二是大力发展风力发电可以更好的利用好风能这一清洁能源；三是发展小户型风力涡轮机可以为偏远山区，哪难以铺设的电网的地区提供电力保障。

小户型风力涡轮机结构简单，安装方便，价格便宜，越来越受到市场和用户的青睐，有相当广阔的发展前景。

1.1简易风力涡轮机驱动二极管发光设计要求

简易风力涡轮机驱动二极管发光设计利用法拉第电磁感应定律，把风能转换成电能。

安装两个半气瓶在一个垂直的轴上充当转子。

两个半气瓶可以接受任何方向的风，使垂直轴更好的旋转。

用一根200m长的漆包线绕成四组线圈，每组200匝线圈，均匀的固定在以一点为中心的底托上，充当定子。

漆包线的两自由段分别接发光二极管的两个引脚。

把转子垂直固定在线匝的中心点上方，确保转子能够自由旋转，大致结构如下图：

1.2简易风力涡轮机驱动二极管发光装置设计目的

本设计以电机学知识为背景，通过风力使转子旋转切割磁感线运动，产生电能，从而驱动发光二极管发光。

通过这一装置的设计让我们更好的了解了风力涡轮机的结构和工作原理，使我们所学的知识形成了体系。

最重要的是通过这一简易装置我们可以延伸。

考虑把好多的风力涡轮机并联，把发出的电能稳压，储存起来，供工业或着照明用电。

这样更好的利用了风能这一清洁能源。

第二章简易风力涡轮机驱动二极管发光装置的制作

2.1所需材料清单：

数量

项

来源

1

透明的塑料水瓶，1.5L大小

杂货店和便利店，回收箱

1

2cm厚25厘米长14厘米宽

胶合板，刨花板，或木材

（1X6）

硬件或家装店，或木材

下脚料

200m

漆包电磁线

电动汽车修理店、电力供应房屋。

4

稀土磁盘磁铁（2-2.5厘米直径。

）

80到100厘米

广场销：

2个。

30厘米长，

和1个20厘米长

大多数硬件和装修店

1

圆形的木榫（6毫米或¼“）

长30厘米

硬件和家装用品店。

1

发光二极管（LED的5毫米

大小，

电子用品商店

4

挡泥板垫圈（3厘米直径）

硬件商店

1

木螺钉，5/8ths英寸（＃8

方休会）

硬件商店

1

螺丝眼（25mm或7/8“）

硬件商店

1

瓦楞纸板60厘米x20厘米

（约）

垃圾桶或文具店,或艺术用品店

6

括号（平方米3厘米的作品

木钉，两端削减45

度）

削减从长度较短的广场柱,或

替代其他材料。

支持竖直方向。

1

白色的胶水（小瓶子）

文具或硬件商店

2.2个单元制作方法:

2.2.1框架制作

工具：

材料：

热胶枪，胶棒

基板（14厘米x25厘米）

螺丝刀

立柱（30厘米见方的木钉，2件

标尺

螺丝

1。

根据下图中的尺寸，用铅笔，尺子，制作基板：

2。

驱动安装到基地的中心位置

3。

使用胶热，把30厘米长的方形木钉固定所示的框架。

用尺子或正方形，以确保他们是垂直的。

4.使用标尺，寻找中心横栏的中点。

5.测试螺丝眼，让中心转轴能够自由旋转，但也要与螺丝眼的边缘紧贴。

6.横栏的中心变成螺丝眼点。

7.中心转轴以基板圆中心为基点垂直于基板。

8.粘贴横梁

9.成品。

2.2.2定子线圈制作

你将需要

工具

物料

钳

漆包铜线（28量具，100米）

砂纸

瓦楞纸

剪刀

电工胶带

数字电压表

1．剪8段4cm长的电工胶带，备用。

2，绕制线圈，每圈250匝，共4圈，要求每圈的直径不小于5cm。

4。

把线圈从滑夹上去下，用电工胶带粘牢。

如图：

6。

仔细沙子或刮去搪瓷15毫米绝缘导线的自由端。

7。

测试线圈，是否断路？

设置欧姆电压表（200欧姆范围内），并连接测试导致线圈的两端自由

8。

成品线圈看起来应该像：

2.2.3定子制作

工具

物料

热胶枪和胶棒

制作好的线圈

电工胶带

发光二极管

钳子或剪刀

1。

松散的位置如下图所示的全部4个线圈的基础上。

务必电线圈可携带电子在每个线圈顺时针方向。

2。

把线圈均匀地固定在基板上。

3。

线圈导线的自由端连接到光发光二极管。

4.成品定子。

2.2.4转子制作

工具

物料

圆规

瓦楞板

刀

白胶

标尺

磁铁（1“的直径。

稀土，4）

铅笔

垫圈（4）

1．使用圆规，在瓦楞版上画2个直径为12cm的圆。

2。

使用刀子把画好的圆剪下。

3.把两纸板用白胶粘在一起。

4。

用一把尺子，标志着转子盘的一侧垂直线。

务必两行90度分开。

使用几何方形或角落一张纸，以帮助您找到第二行。

5。

使用钉子打穿了一个洞，该中心转子盘。

6。

热胶挡泥板垫圈到磁盘，围绕他们在线和使他们的边缘到磁盘的边缘。

7.小心地将磁铁放在垫片上，同极朝上。

8.提示：

如果您是不确定的磁铁的极性，你可以使用磁罗盘，以确认所有磁铁是南方或北方。

9.已完成的转子。

2.2.5涡轮制作

工具

物料

•剪刀

1.5L水瓶

热胶枪

瓦楞纸

•砂纸

汽轮机模板

1．胶模板到瓦楞纸板上

2。

当胶水干，用剪刀切两个涡轮纸板。

3。

用钉子，冲了一个小洞

4。

用剪刀，切去顶部和底部的一水瓶，然后切成相同的两半。

5。

使用砂纸把瓶边缘粗糙，使更好的粘贴。

6。

热胶涂于涡轮端件的弧形边缘。

快速定位一个塑料瓶在这个边缘的一半，持续约20秒，使胶水冷却变硬。

8。

剩余的边缘挤上热胶端件，并迅速完成涡轮机。

9。

把垂直转轴穿过涡轮。

10检查适合框架内的涡轮机。

旋转或它吹，以确保其自由转动。

2.2.6总装

工具

物料

热胶枪

•完成转子盘

螺丝刀

涡轮

完成的支架

电工胶带

1。

仔细地推动涡轮轴尖底通过转子盘在其确切的中心上方。

“磁铁面应该朝下。

滑动磁盘，以便木钉项目约2.5厘米的纸板

2。

测试适合涡轮/转子装配在框架：

通过螺丝眼和滑动轴的顶部找到其在螺杆削尖点。

旋转的转子并确保：

a）涡轮转动自如，无撞击框架;

b）在转子盘不摇晃，因为它变成

C）是磁铁和线圈之间的差距约3毫米或更小。

3。

热胶转子盘的位置，以便它不能移动的销子。

4。

最后的调整：

您可以在“微调整”通过转动螺丝或出需要的间隙

2.2.7测试

你将需要：

工具

物料

•探头和夹子的数字电压表

制作好的涡轮

1。

电压表的表笔分别连接LED的两个引脚。

2。

设置为AC（交流电）伏的电压表，所示。

3.吹你的涡轮以使其旋转。

4。

你应该看到LED补光灯。

它应闪烁迅速（交流电的后果）。

2.3故障排查及解决办法

故障

故障原因

排除方法

涡轮机转动太慢，或困难

螺丝眼太紧

用钳子把放大的螺丝眼或更换一个较大的一个。

尖底的木钉是有约束力的螺丝

重新磨砺木钉，或平滑

砂纸。

没有电压读数电压表，或读数是不稳定的

磁铁是太弱

强磁铁替代

设置为直流电压表，或者您使用电压表有没有交流设置

为交流电（AC）电压表，或切换到交流设置的数字电压表

磁铁是不是导向正确地

拆下转子，并重新检查的磁铁。

他们都应该同向。

线圈方向不正确

重新检查线圈的方向。

继线通过电路，它应该通过螺旋在第一线圈顺时针或逆时针方向，应该去相同其他每个线圈的方向。

接触不良的伏

仔细检查接触不好的地方

磁铁和线圈的差距太大

降低罗盘的高度

转子转动速度太慢

检查螺丝眼，架，线圈，和螺钉以确保没有任何有约束力或造成过度摩擦。

调整或重新大小要获得自由旋转的涡轮

读数大，但是灯不亮。

LED可能有太高的电压范围

用更低的LED灯

小结：

风力发电具有既能保证能源的有序利用，又能战胜全球气候变化，更有利于全球的环境资源保护的优点。

通过对我国风能资源及利用状况的调查，我国的风能开发和利用已经进入一个崭新时期，尤其是小型风力涡轮机的生产和应用已经相当广泛，效果也非常不错，并且前景非常广阔。

我们要充分有效地利用风能这种可再生、无污染、环保节净的自然资源，通过致力于风力发电的技术创新与科研开发，使我国的风力发电得到长足发展，使风电在我国得到更加广泛的应用。

我国把握机遇，加快能源结构调整，在积极实现火电、水电、核电、及潮汐能源、生物能源等多种能源发展过程中，实现风能服务于人类的特殊使命。

我在这一次风力涡轮机设计过程中，很是受益匪浅。

通过对自己在大学四年时间里所学的知识的回顾，并充分发挥对所学知识的理解和对毕业设计的思考及书而表达能力，最终完成了。

撰写论文的过程也是专业知识的学习过程，它使我运用已有的专业基础知识，对其进行设计这为自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。

分析和解决一个理论问题或实际问题，把知识转化为能力的实际训练，培养了我运用所学知一识解决实际问题的能力。

致谢

 时间如梭，经过两个多月的紧张的忙碌，毕业设计终于接近尾声，给大学的最后一课画上了一个圆满的句号。

四年的理论学习，使我掌握了基本的专业知识、学习方法。

然而，理论离不开实践，毕业设计正是专业教学的最后一个环节，它使我们使所学的知识得到复习、巩固，加强了理论联系实际的能力，真正把所学的知识应用到实践中去，为将来步入社会，走向工作单位打下了坚实的基础。

在各位指导教师和同学的热心帮助下，我完成了本次设计。

在毕业论文完成之际向培养我的学校及所有关怀和鼓励我的老师表示深深的谢意。

这次设计为我今后的工作奠定了良好的基础，同时，使我能够把学到的知识应用到实践当中，也是对我四年来所学专业知识的一次检验。

在设计过程中得到了来自方方面面的关怀与指导。

尤其是指导教师在学习中给予了很大的帮助，为本次设计的顺利完成耗费了大量的心血。

在此我要向尊敬的导师表示深深的谢意!

由于本人能力有限，在设计过程中不妥之处在所难免，望广大指导教师给予批评指正。

谢谢!

参考文献

【1】解召辉，高峰《农村电气化》2009年第6期总第265期

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科学技术文献出版社．2007．

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机械工业出版社，2000

【4】张希良，风能开发利用[M]，北京：

化学工业出版社，2004

【5】刘家登，我国风电场撞击现状[J],可再生能源2000

【6】中国风能协会，中国风电产业现状及发展[R]，2006

【7】张显双，风能的利用[M],物理世界，人民教育出版社，2004

【8】芮晓明，柳亦兵，马志勇，风力发电机组设计[P].中国：

20101029100524.0.2010

【9】叶航冶等.风力发电涡轮机系统设计，运行与维护，北京：

电子工业出版社2010

【10】郭新生．风能利用技术[M]．北京：

化学工业出版社，2007。

【11】NuelNavarrete,Morespacebetweenwindturbinesimproveefficiency,Jan.22.2011

【12】GannonAJ，VonBackstr6mTW．Solarchimneyturbinepart1of2[C]．InternationalSolarEnergyConference。

2002：

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【13】.©2006ThePembinaInstitute

【14】Xue-YinJiang,Zhi-LinZhang,Wen-QingZhuandShao-HongXu．Highlyefficientandstablewhiteorganiclightemittingdiodewithtriplydopedstructure．display，Volume27,Issues4-5,November2006,Pages161-165