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湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题目：风力发电机偏航传动系统的设计与分析专业：机械设计制造及其自动化学号：15*名：***指导教师：***完成日期：湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：风力发电机偏航传动系统的设计与分析学号：15 姓名：李超众专业：机械设计制造及其自动化指导教师：彭锐涛系主任：刘柏希一、主要内容及大体要求偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统。
它主要有两个功能：一是使风轮跟踪变化稳定的风向；二是当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解缆。
偏航系统是一个随动系统，风向仪将收集的信号传送给机舱柜的PLC的I/O 板，计算10分钟平均风向，与偏航角度绝对值编码器比较，输出指令驱动四台偏航电机(带失电制动)，将机头朝正对的风向调整，并记录当前调整的角度，调整完毕电机停转并启动偏航制动。
主要内容：1. 了解大中型风力发电机系统的结构和原理；2. 熟悉风力发电机偏航系统的工作原理及结构;3. 基于三维设计软件SolidWorks 完成减速箱偏航齿轮及轴承的设计，并运用SolidWorks/motion模块对包括这些零部件的偏航系统进行动力学仿真。
大体要求：字数要求：8000字以上图纸在两张A0以上。
二、重点研究的问题该设计的重点在于设计行星轮减速器；对内部零部件如行星轮、太阳轮、轴、内齿圈等进行设计计算并对轴承键等进行安全校核。
运用SolidWorks对其进行三维造型并运用三维造型对其进行运动仿真。
三、进度安排四、应搜集的资料及主要参考文献[1].程乃士主编.减速器和变速器设计与选用手册[M].北京：机械工业出版社，2007.[2].廖念钊，古莹蓭，莫雨松等主编.互换性与技术测量[M].北京：中国计量出版社，2007.[3].濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[4].徐灏主编.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006.[5].成大先主编.机械设计手册单行本[M].化学工业出版社，2004.[6].宫靖远主编.风电工程技术手册[M].北京：机械工业出版社，2007.[7].Erich Hau 编著.Wind [M].2005.[8].陈超祥主编.SolidWorks Motion运动仿真教程[M].北京：机械工业出版社，2012.[9].陈超祥主编.SolidWorks Simulation基础教程[M].北京：机械工业出版社，2012.[10].CAD\CAM\CAE技术联盟主编.SolidWorks 2012中文版从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2012.[11].姚兴佳主编.风力发电技术讲座[M].沈阳工业大学风能技术研究所，2006.湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号15 姓名李超众专业机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）题目：风力发电机偏航传动系统的设计与分析湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学号：15 姓名：李超众专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书）40 页图表15 张目录[摘要]本次毕业设计的任务是风力发电机偏航传动系统的设计与分析，通过设计计算和校核计算，完成了所有的数据，并绘制出了图纸。
风力发电机组偏航控制系统设计一、引言二、偏航控制系统的功能偏航控制系统的主要功能是实时监测风向，并控制风轮的转向，使其与风向保持一致。
具体功能包括以下几个方面：1.风向传感器：获取当前的风向信息。
2.控制算法：根据风向传感器的数据计算需要偏航的角度，并输出控制信号。
3.控制执行部分：根据控制信号，驱动偏航装置，使其实现风轮的转向。
三、偏航控制系统的设计要求1.稳定性：偏航控制系统需要保证在各种天气条件下都能稳定工作，即使在强风或恶劣天气下也能可靠控制风轮的转向。
2.灵敏性：系统需要快速响应风向变化，并及时调整风轮的转向，以最大化风能转化效率。
四、偏航控制系统的设计方案1.风向传感器的选取：选择高精度、高灵敏度的风向传感器，能够准确地获取当前的风向信息。
2.控制算法的设计：采用先进的控制算法，如模糊控制、PID控制等，根据当前风向和期望风向之间的差异，计算偏航的角度，并输出控制信号。
3.控制执行部分的设计：根据控制信号，选择合适的偏航装置，如电动执行器或液压执行器，进行风轮的转向控制。
五、偏航控制系统的实施和测试1.系统的实施：根据设计方案，搭建偏航控制系统的实验装置，进行系统的实施和调试。
2.系统的测试和评估：对实施后的偏航控制系统进行测试和评估，包括稳定性测试、灵敏性测试和抗干扰性测试等。
六、偏航控制系统的性能提升方案1.优化风向传感器：选择更高精度、更高灵敏度的风向传感器，以提高系统的测量精度和响应速度。
2.改进控制算法：采用更先进的控制算法，如模型预测控制、自适应控制等，进一步提高系统的控制精度和响应速度。
3.优化控制执行部分：选择更高性能的偏航装置，如脉冲宽度调制执行器等，以提高风轮转向的准确性和稳定性。
七、结论本文详细介绍了风力发电机组偏航控制系统的设计，包括系统的功能、设计要求和设计方案等。
通过实施和测试，可以验证系统的性能，并提出性能提升方案，进一步提高系统的稳定性和效率，为风力发电行业的发展做出贡献。
风力发电偏航控制系统的研究0 引言风能是一种清洁能源，在人类实现可持续发展中有着重要作用，由于它的作用大，故此吸引的许多人的开发，风力发电更是受到广大的青睐。
其可靠优秀可靠优秀也被更多人认识。
本文主要是对风力偏航控制系统的组成和原理做一个简单的了解，偏航系统主要是由偏航控制机构和偏航驱动机构两大部分组成，控制机构包括风向传感器，偏航控制器，解缆传感器组成，而驱动机构是由偏航轴承，偏航驱动装置，偏航制动器组成。
本课题也是在了解了风力发电的一些基本原理的前提下面，进一步对偏航做一个更好的认识，了解简单的控制流程。
同样就风力在全世界的快速发展，因此带动了一大批产业的崛起，它对世界经济的上升带来了不可忽视的重大作用。
1 风力发电概况1.1国外风力发电的发电根据全国风能理事会发布的全球风电市场装机数据，2011年，全球新增风电装机达到237669MW。
这一数据表明全球累计装机实现了21%的年增长，新装数据达到6%。
到目前，全球75个过国家有商业运营的风电装机，其中22个国家的装机容量超过1000MW。
1996~2011年全球风电发展情况如图1-1和图1-2。
图1-1 1996~2011年全球风电每年新增装机容量图1-2 1996~2011年全球风电每年累计装机容量1.2国风力发电的发展风电行业在2011年仍然保持了较快的发展，根据不完全统计，截止到2011年12月末，中国风电累计装机容量达6580.21万千瓦（包括已经并网发电和等待并网发电），分布在31个省、直辖市、自治区和特别行政区。
其中，和在2011年填补了无风电的空白。
累计风电装机超过200万千瓦的省级地区有10个，其中风电装机容量以1853.63万千瓦位居第一，与分别位居第二和第三。
累计风电装机容量前10位省级地区的合计装机容量达到5671.45万千瓦，占全国累计风电装机容量的86.19% 如图1-3。
图1-3 2011年底中国升级地区累计风电装机容量前十位2 偏航系统2.1 偏航系统概述偏航系统是水平轴式风力发电机组不可缺少的组成之一。
风力发电机及偏航系统引言：风力发电是一种利用风能将其转化为电能的发电方式。
它是一种环保、可再生的能源，可以帮助减少对传统化石燃料的依赖，并减少排放。
风力发电机是风力发电的核心设备，而偏航系统是确保风力发电机能够高效运行的关键部件。
本文将从风力发电机的原理、构造和工作原理以及偏航系统的功能、原理和优化等方面进行阐述，以帮助读者更好地理解风力发电机及偏航系统的工作原理与应用。
一、风力发电机1.原理2.构造3.工作原理当风力吹过风力发电机的叶片时，叶片产生升力，并形成一个扭转力矩。
这个扭转力矩通过轴传递给发电机，进而带动发电机转子旋转。
转子内部的磁场与绕组相互作用，产生感应电动势，从而产生电能。
二、偏航系统1.功能偏航系统是风力发电机中的重要部分，其主要功能是使风力发电机始终面向风向，以利用风能的最大化。
偏航系统可以通过调整发电机的方向来适应风的变化，确保叶片始终相对于风的方向。
2.原理偏航系统通常由风向传感器、控制器和驱动器等组成。
风向传感器负责感知风的方向，控制器根据风向数据和预设参数进行判断和计算，驱动器则通过调整发电机的方向来控制风力发电机的偏航。
3.优化为了提高风力发电系统的效益，偏航系统的优化也尤为重要。
通过采用更先进的风向传感器、控制算法和驱动器技术，可以提高偏航系统的准确性和响应速度，进而提高风力发电机的发电效率。
结论：风力发电机及偏航系统是风力发电的重要组成部分，其工作原理和优化对风力发电系统的效益起到至关重要的作用。
理解和掌握风力发电机及偏航系统的原理和应用，对于推广和应用风力发电具有重要的指导意义。
随着技术的不断进步，风力发电的效率和可靠性将继续提升，为可持续发展和环境保护做出积极贡献。
3MW风力发电机组偏航控制系统设计摘要：本文整体的设计需求是以3MW风力发电机组的控制系统为基础，核心采用德国Beckhoff生产的嵌入式PC控制器组成整体的控制系统。
主要内容依据模糊控制原理，主要设计是针对偏航系统的模糊控制自定义参数设计，实验采用MATLAB/simulink进行仿真，通过PLC实现F-PID控制，最后论证系统可行性。
1 风机控制系统组成风轮的组成包括桨叶、轮毂、风轮轴及变桨系统。
桨叶是获取风能及进行能量转化的部件。
轮毂主要是起固定作用的装置。
风轮轴起到把风轮旋转产生的机械能传递到发电机当中的作用，是风机关键性结构之一。
塔架用来支撑机舱和叶片，必须具有足够的静动强度来承载风轮转动所引起的震动载荷。
偏航系统主要由执行机构、控制器、传感器和偏航计数器等组成，主要包括主动和被动两种偏航方式。
变桨距功率调节机构主要由桨叶、导套、连杆、法兰、短转轴、长转轴、推动杆、支撑杆、同步盘、偏心盘、防转装置等部件组成。
变桨系统针对不断变化的风速，通过调整叶片攻角来保持功率的恒定。
同条件下两种功率调节方式对比见图1.1所示。
图1.1 变桨距与定桨距输出功率的对比构成风机的两大块部分为风力机和发电机，在风力发电机组吸收风能并对其尽可能地转化阶段中，起关键作用的是风机的控制系统。
如果把控制系统比作风机的大脑起到监控、预警等作用，那么PLC就是其中枢神经起着调节、指示作用。
针对不断变化的风，PLC通过对偏航系统发出指令调节控制桨叶位置，保证风能利用效率的最大化。
2 偏航控制系统设计风力发电机组偏航控制系统工作过程：风传感器把采集到的风向角度传送至PLC控制器，控制器对其进行判断预处理，若需对风则输出命令驱动偏航电机旋转至与风向正对90°的位置，来达到快速对风的目的。
偏航控制器的大脑MX213模块应用在M1控制系统中，它是在PC技术的基础上进行开发的，内部含有铁电FRAM，具有掉电数据不丢失的特点，且能安全储存十年以上。
风力发电机及偏航系统PPT精选文档1.引言风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。
它是一种可再生能源的发电方式，具有环保、可持续等优势。
风力发电机的核心部件是转子，通过风的作用使得转子旋转，再由发电机将机械能转化为电能。
为了保证风力发电机能够高效地工作，偏航系统是必不可少的。
2.风力发电机的工作原理风力发电机通常由风轮、转轴、齿轮箱和发电机等组成。
风轮是最重要的部分，其叶片的形状和数量直接影响着风力发电机的效率。
当风速较大时，风轮叶片受到风力的作用而旋转，转轴带动齿轮箱转动。
齿轮箱将低速高转矩的转动转化为高速低转矩的转动，再由发电机将机械能转化为电能。
3.风力发电机的偏航系统风力发电机的偏航系统主要包括风向传感器、偏航电机和偏航控制器。
风向传感器可以检测到风的方向，根据不同的风向调整风力发电机的角度。
偏航电机负责带动风轮进行旋转，从而使风力发电机面对风向。
偏航控制器是核心部件，它根据风向传感器和偏航电机的信号，实现对风力发电机的偏航控制，确保发电机始终面对风。
4.风力发电机与偏航系统的优势4.1环保：风力发电机不会产生排放物和温室气体，对环境污染较小。
4.2可再生：风力是永无止境的能源，利用风能发电具有可持续性。
4.3适应性强：风力发电机适用于各种地理环境，不受地理位置限制。
偏航系统的优势主要体现在以下几个方面：4.4提高发电效率：偏航系统可以根据风向调整风力发电机的角度，使其始终面对风，提高发电效率。
4.5保护风力发电机：偏航系统可以防止风力发电机受到侧风和切向风的损害，延长其使用寿命。
5.结论风力发电机及其偏航系统是一种有效利用风能的装置，具有环保、可再生等优势。
风力发电机通过将风能转化为电能，为社会提供清洁和可持续的能源。
而偏航系统的作用在于提高风力发电机的效率和保护其安全运行。
未来，风力发电机及其偏航系统的发展将会更加完善和成熟。
风力发电机偏航系统的工作原理风力发电机偏航系统是风力发电机的重要组成部分，它的主要作用是使风力发电机能够根据风向自动调整转向，使叶片始终对准风的方向，从而最大限度地捕捉到风能。
风力发电机偏航系统的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 风向检测：风力发电机偏航系统首先需要准确地检测到风的方向。
通常，系统会使用一个或多个风向传感器来测量风的方向，并将这些信息传输给控制系统。
2. 信号处理：一旦风向传感器测量到风的方向，这些信号就会被传输到控制系统中进行处理。
控制系统会根据这些信号来确定风的方向，以便后续的调整。
3. 偏航控制：确定了风的方向后，控制系统会通过调整发电机的转向来使叶片对准风的方向。
通常，风力发电机偏航系统使用液压或电动机来实现转向的调整。
控制系统会根据风向信号来控制液压系统或电动机，使风力发电机转向。
4. 转向调整：一旦控制系统调整了风力发电机的转向，风力发电机就能够始终面向风的方向。
这样，风力发电机的叶片就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。
5. 反馈控制：风力发电机偏航系统通常还会包括反馈控制，以确保风力发电机能够稳定地对准风的方向。
反馈控制可以根据风向传感器的信号来实时调整风力发电机的转向，以保持其对准风的方向。
总结起来，风力发电机偏航系统的工作原理是通过风向传感器检测风的方向，控制系统根据这些信号来调整风力发电机的转向，使其始终面向风的方向。
这样，风力发电机就能够最大限度地捕捉到风的能量，并将其转化为电能。
风力发电机偏航系统的工作原理的实现离不开风向传感器、控制系统以及液压或电动机等关键组件的配合。
通过这些关键组件的协同工作，风力发电机偏航系统能够实现稳定的转向调整，从而提高风力发电机的发电效率。
