黑龙江科学
HEILONGJIANG SCIENCE
第11卷第20期2020年10月
Vol. 11
Oct. 2020
杨永海蔦孟凡召2
压延膜
(1.山东中茂圣源实业有限公司，山东德州253500；2.山东华宇工学院机械工程学院，山东德州253034)
摘要：为解决垂直轴小型风力发电机自启、电量存储等问题，分析了我国风力发电设备的特点及应用情况，设计了一种小型垂直轴 风力发电机结构，包括叶片、支撑架、变向器等结构件。指出了小型垂直轴风力发电机调速系统、启动系统的设计思路，验证了设计
结构的可行性。环保染料
关键词：垂直轴；小型；风力发电机；设计
中图分类号：TM464；TM315 文献标志码：A 文章编号：1674 -7646(2020)20 -0097 -02
影视烟火
Design of Vertical Axis Small Wind Turbine
Yang Yonghai 1, 6eng Fanzhao 2
(1. Shandong Zhongmao Shengyuan Industrial Co. , Ltd. , Dezhou 253500, China ;
2. School of 6echanicc1 Engineering , Shandong Huayu University of Technology , Dezhou 253034, China )
Abstraci : In order to solve the problems of self-stari of verticcl axis small wind turbine and electric quantity , we analyze
the characteristicc and application of existing wind power generation equipment. On this basis , a small vvrticcl-axis wind
turbine is designed , including vvne , support frame and turning device. We point out the desi
gn thinking vertical axis small wind turbine speed ogulving system and start system , Key worbt : Vertical axis; SmaH ； Wind turbine ; Design
倍速链组装线o 引言
风能是可再生能源，资源丰富，来源广，具有安全、 干净的特点［1］（为了缓解日益增长的能源问题和环
境问题，世界各国的研究机构都在加速风力发电技术 研究，着力开发各种风力发电机等设备［2］（风力发电
机根据其功率大小可以分为50 - 1 000 w 的微型风力
发电机、1 ~10 kW 的小型风力发电机、10 ~100 kW 的 中型风力发电机和100 kW 以上的大型风力发电机
组。还可以根据其风轮轴的布置形式分为水平轴和垂 直轴两种［3］（水平轴风力发电机体型大，需安装在地
势较高、风力较强的偏远地区；垂直轴风力发电机体型
较小，且易于维修、检修和控制，可以安装在低地势地 区和城市中间，但其发电效率较低、自启较难［4-5］（提 出了一种垂直轴小型风力发电机结构，并综合考虑了
其自启、电量存储等问题。
1国内风力发电机应用情况
国内使用的风力发电一般有以下几种情况：一是
收稿日期：2020-04 -27
基金项目：教育部2019年产学合作协同育人项目 作者简介：杨永海（1970 -），男，助理工程师。
and verifp tUe feasinilitz of the design strncture.家用。这种发电机可以单独操作，使用电池，直流输出 或交流输出，容量100 -300 w ，可以满足家用电器如
照明、电视电源的需求。二是隔离的小型住宅区以及 尚未通电风区的电视差分转台、气象站、雷达站、边防
站和无电小火车站等地，其风力发电机亦独立操作，可 以直流输出或交流输出1 ~5 kw 。三是大型风力发电
场，与传统火力发电机组组合或太阳能结合，输出 稳定［6-7］（
2垂直轴风力发电机结构设计
在研究了现有风力发电机结构特点的基础上，基
smartthreads
深海导航于贝茨基本理论，设计了一款垂直轴小型风力发电机,
主要由叶片、轴毂、机架、支撑架、变向器等部分组成, 如图1所示。这款风力发电机的制动器、离合器等部
件可直接安装在地面上，结构简单，维修方便。叶片总
体尺寸较小，选用易批量加工的ZL104材料，这种铸
造铝合金具有铸造性能好、密度低、耐腐蚀、耐热性和
可焊性好等特点，可通过热处理加以强化，最后表面抛 光。叶片通过机架和轴毂与垂直主轴连接。支
撑架用
于支撑风力发电机，其设计有利于分散风机重量，支撑
架底端与地面用螺栓连接。变向器采用传动比为1的
锥齿轮传动机构，作用是将垂直输出转换为水平输出
而不变速，结构如图2所示。
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