毕 业 论 文题 目： 风力发电机的设计及风力发电系统的研究诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书题目： 风力发电机的设计及风力发电系统的研究一、基本任务及要求：1）基本数据：额定功率 600=N P KW 连接方式 Y额定电压 V U N 690= 额定转速 min /1512r n N =相数 m=3 功率因数 88.00=ϕs c效率 96.0=η 绝缘等级 F极对数 P=22、本毕业设计课题主要完成以下设计内容：（1） 风力发电机的电磁设计方案；（2） 风力发电系统的研究；（3） 电机主要零部件图的绘制；（4） 说明书。
进度安排及完成时间：2月20日——3月10日：查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 3月13日——4月25日：毕业实习、撰写实习报告 3月27日——5月30日：毕业设计4月中旬：毕业设计中期抽查6月1日——6月14日：撰写毕业设计说明书（论文）6月15日——6月17日：修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP6月17日——6月20日：毕业设计答辩目录摘要 (I)ABSTRACT (II)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 (2)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[13] (3)1.3风力发电展望 (3)第2章风力发电系统的研究 (5)2.1 风力发电系统 (5)2.1.1 恒速恒频发电系统 (5)2.1.2 变速恒频发电机系统 (6)2.2 变速恒频风力发电系统的总体设计 (10)2.2.1 变速恒频风力发电系统的特点 (10)2.2.2 变速恒频风力发电系统的结构 (10)2.2.3 变速恒频风力发电系统运行控制的总体方案 (20)第3章风力发电机的设计 (27)3.1 概述[11] (27)3.2 风力发电机 (28)3.2.1 风力发电机的结构 (28)3.2.2 风力发电机的原理 (29)3.3 三相异步发电机的电磁设计 (29)3.3.1 三相异步发电机电磁设计的特点 (30)3.3.2 三相异步发电机和三相异步电动机的差异[2] (30)3.3.3 三相异步发电机的电磁设计方案 (31)3.3.4 三相异步发电机电磁计算程序 (32)结束语 (45)参考文献 (46)致谢 (48)附录 A 定子冲片图附录 B 转子冲片图附录 C 总装图风力发电机的设计及风力发电系统的研究摘要：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、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：新能源；风力发电机；变速恒频IThe design of wind power generator and the research ofwind power systemABSTRACT: A brief summarization of development on wind turbine generators both in China and in the world is given in this paper. Some development and study tends are presented. Introduce the structure and principle of three–phase asynchronous machines. Elaborated the methods of three–phase asynchronous machines electromagnetic design, lists the details about the process of electromagnetic design. This lesson a study the three–phase asynchronous machines is the best wind turbine generator at present.The main topics mentioned here are about wind turbine, power regulation of wind turbine and induction generator in wind farms with electrical power system. This paper introduces three types of representative controlling strategies and technical basis and route in major wind turbine generator with plane shaft. Designed a system of gearshift invariable frequency wind power. This design project procedure is simple, the structure is clear, the data precision, design the process in addition to pursuing to lift high-efficiencily, look after both sides to simplify the craft, decline low cost etc.Key words: New energy resource；Wind turbine generator；Variety speed invariable frequencyII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[5]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，终有资源枯竭的一天。
目前石油储量约1300亿吨，年消耗量约35亿吨，计今后25年中平均年消耗量将达50亿吨，即使加上新发现的油田，专家估计总储量也不会超过2000亿吨，石油资源在四五十年后也将枯竭。
为了人类社会的可持续发展，当务之急是寻找和研究利用其他可再生资源。
风能作为新能源中最具工业开发潜力的可再生能源，就格外引起人们的瞩目。
一些国家要靠进口化石能源来满足本国内能源的消费。
风能的开发利用可以减少对国外能源的依赖，并加强本国的能源供应安全水平，国内的化石能源价格变化较小，社会经济稳定性也因此而增强。
1.1.1.3促进能源产业升级风力发电技术属于新兴技术，风电产业是朝阳产业。
风力发电技术的研发、示范到商业化发展，最终进入市场，将给整个能源产业带来新的活力，成为国民经济的一种新的经济增长点。
一个国家如果开发利用风能技术早，就有可能占据风能利用的技术和市场优势。
1.1.2 环境驱动力除了人们早先认识到的烟尘、二氧化硫等区域性的污染外，世界上越来越多的人开始认识到二氧化碳等温室气体的大量排放对全球气候变暖给人类社会带来的有害影响。
冰山消融、海平面升高、大气环流和海洋异常导致自然灾害的频发、土地沙漠化，使“地球村”的效应更加明显，各国都认识到必须共同采取措施减缓和影响这种变化。
为减缓地球变暖，1997年在日本京都召开的联合国气候变化框架缔约方第3次大会上，84国代表审议通过《京都议定书》，要求工业发达国家大幅度削减二氧化碳等温室气体排放量。
这也迫使人们重视寻找其他可再生的替代能源。
风能在能源转化工程中不会产生任何排放量，因此除了不产生烟尘、二氧化硫等区域性污染外，也不会带来全球环境污染。
1.1.3社会驱动力风能份额增加时，会创造很多直接和间接的就业机会。
除了在工厂的生产和装机工程中创造就业之外，在设备维护方面也会提供就业机会。
另外，在一些国家（如欧盟国家）中，风能开发利用已经成为热点问题，得到了公众的支持。
许多民众十分关注风能的发展，并将利用风能和其他可再生能源当成他们的生活方式。
绿色电力的发展就是一个典型的例子，人们自愿以高于化石电力的价格购买风电和其他可再生能源电力。
1.1.4技术驱动力随着科技的进步，空气动力理论的不断发展、新型高强度、轻质材料的出现，计算机设计技术的广泛应用和自动控制技术的不断改进，机械、电气、电子元件制造技术的成熟，为风电技术向大功率、高效率、高可靠性和高度自动化方向发展提供了条件。
1.2 风力发电的现状1.2.1 世界风力发电现状20世纪80年代以来，工业发达国家对风力发电机组的研制取得了巨大进展。
1987年美国研制出单机容量为3.2MW的水平轴风力发电机组，安装于夏威夷群岛的瓦胡岛上。
1987年加拿大研制出单机容量为4.0MW的立轴达里厄风力发电机组，安装于魁北克省的凯普-柴特。
进入20世纪80年代，单机容量在100KW 以上的水平轴风力发电机组的研究开发及生产在欧洲的丹麦、德国、荷兰、西班牙等国取得了快速发展。