垂直轴潮流能水轮机转子结构设计-开题报告.docx

1、开 题 报 告设计（论文）题目：垂直轴潮流能水轮机转子结构设计 学生姓名： 学 号： 专 业： 所在学院： 指导教师： 职 称： 20xx年 2月 27日 开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的框架成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述

2、的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。5、开题报告（文献综述）字体请按宋体、小四号书写，行间距1.5倍。毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1000字左右的文献综述： 能源紧缺和环境污染是人类面临的两大重要问题，大力发展清洁可再生能源成为世界能源实现可持续发展的重要战略措施。利用风能、洋流能发电，在全球范围内得到了高度重视。与

3、水平轴式发电机相比，垂直轴式发电机的旋转轴与地面垂直，在制造、安装、维护和抗疲劳性能方面都有较大优势。传统的电机，一般只有一个定子和一个转子，无论是直流机、同步机还是异步机，都只有一个机械顿口。近年来，有人提出了双转子电机的概念，这种电机具有2个机械轴，可以实现2个机械轴能量的独立传递。双转子电机具有结构小巧、简单、噪音小、寿命长、效率高等优点，可以大大减小体积和重量，提高系统的效率和动态性能。因此这种利用垂直轴风力机、水轮机的新型双转子发电机有很好的研究价值与应用前景。现有的风力机按风轮旋转轴在空间的方向，分为水平轴风力机和垂直轴风力机。垂轴式的特点是旋转轴与地面垂直，风轮的旋转平面与风向平

4、行。与水平轴式风力发电机相比，垂直轴风力发电机的齿轮箱放置在底部，重心低，稳定，维护方便，并且降低了成本水平轴风力机的叶片承受的是交变载荷，而垂直轴风力发电机的叶片只要承受拉应力，不易折断，寿命长；水平轴风机的叶片不可能是始终迎风，就引起了“对风损失”，而垂直轴风机能克服“对风损失”，能将风能利用率提高到 40% 以。 水轮发电机的转子是转换能量和传递转矩的主要部件，一般由主轴、转子支架、磁轭、磁极等部件组成。 主轴的作用是用来传递扭矩，应具有一定的强度和刚度。主轴一般由35号、40号、45号或20SiMn等钢整锻而成。 小容量水轮发电机一般采用整锻实心轴，也有的采用无缝钢管作为轴；大、中型容

5、量的发电机采用整锻空心轴。磁极是提供励磁磁场的磁感应部件，由磁极铁芯，线圈，上、下托板，极身绝缘，阻尼绕组及钢垫板等零部件组成。磁极铁芯分实心和叠片两种结构。 中、小容量高转速水轮发电机的转子，常采用实心磁极结构，整体锻造或铸造而成。转速大于或等于750rmin的小型水轮发电机，常采用磁极铁芯连同转子的磁轭与主轴整体锻造加工。磁极固定方式通常采用螺钉、T尾和鸽尾结构。磁轭的作用是构成磁路并固定磁极。转子支架的作用是固定磁轭。对于定子铁芯外径小于325cm的中小容量的水轮发电机，磁轭可用铸钢或整圆的厚钢板制造，不需要专门的转子支架。对于定子铁芯外径较大的水轮发电机，磁轭通过转子支架和主轴连成一体

6、。 磁轭的外缘加工有T尾、鹇尾槽或螺孔，用以固定磁极。 机架是立轴水轮发电机安置推力轴承、导轴承、制动器及水轮机受油器的支撑部件，是水轮发电机较为重要的结构件。机架由中心体和支臂组成，一般采用钢板焊接结构，中心体为圆盘形式，支臂大多为工字梁形式。机架按其所处的位置分为上、下机架，按承载性质分为负荷机架和非负荷机架 。推力轴承是应用液体润滑承载原理的机械结构部件，主要由轴承座及支承、轴瓦、镜板、推力头、油槽及冷却装置等部件组成。其主要作用是承受立轴水轮发电机组转动部分全部重量及水推力等负荷，并将这些负荷传给负荷机架。推力轴承支承结构方式主要有弹性垫支承式、刚性抗重螺栓支承式、弹性油箱支承和平衡块

7、支承式四种。弹性垫支承式只用于小容量的立轴发电机；弹性油箱支承和平衡块支承式用于大中型发电机；中小型水轮发电机的推力轴承一般采用刚性抗重螺栓支承方式。 参考文献1 马勇,张亮,马良,陈展. 竖轴水轮机式潮流能发电装置开发现状与发展趋势J. 科技导报. 2012(12)2 李志川,张学伟,张亮,刘文东. 固定偏角垂直轴潮流能水轮机叶片安装位置试验研究J. 可再生能源. 2012(04)3 朱成章. 中外非化石能源的统计分析J. 低碳世界. 2011(02)4 张亮,罗庆杰,韩荣贵. 垂直轴潮流能水轮机叶片偏角优化J. 哈尔滨工业大学学报. 2011(S1)5 王树杰,李冬,赵龙武,鹿兰帅,王超.

8、 柔性叶片水流发电模型实验研究J. 太阳能学报. 2010(03)6 吕新刚,乔方利,赵昌,夏长水. 海洋潮流能资源的数值估算以胶州湾口为例J. 太阳能学报. 2010(02)7 姜劲,张亮. 基于遗传算法的竖轴变攻角潮流能水轮机性能优化研究J. 哈尔滨工程大学学报. 2010(01)8 王树杰,李华军,李冬,鹿兰帅,单忠德,赵龙武. 潮流能柔性叶片水轮机水动力学特性分析J. 高技术通讯. 2009(11)9 李春祥,胡文悌,代泽兵,卞祥. 基于频域分析垂直轴风力发电机组旋转主轴的风致动力疲劳J. 振动与冲击. 2009(07)10 刘宏伟,李伟,林勇刚,马舜. 水平轴螺旋桨式海流能发电装置模

9、型分析及试验研究J.11何祚庥. 实现可再生能源和化石能源的优势互补J.太原科技.2009(02)12 黄胜,张维新,李凤来. 蹼板式水流发电装置实验研究J. 哈尔滨工程大学学报. 2005(01)13 张亮,汪鲁兵,李凤来,张桂湘. 竖轴变攻角潮流发电水轮机性能预报流管模型研究J. 哈尔滨工程大学学报. 2004(03)14 邓隐北,熊雯. 海洋能的开发与利用J. 可再生能源. 2004(03)15 郑志南. 海洋潮流能的估算J. 海洋通报. 1987(04)太阳能学报. 2009(05)16 M. Kalantar,S.M. Mousavi G. Dynamic behavior of a

10、 stand-alone hybrid power generation system of wind turbine, microturbine, solar array and battery storageJ. Applied Energy . 2010 (10)17 W.M.J. Batten,A.S. Bahaj,A.F. Molland,J.R. Chaplin. Hydrodynamics of marine current turbinesJ. Renewable Energy . 2005 (2)毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究

11、手段（途径）： 课题研究内容 本课题以垂直轴水轮机为对象，研究其转子结构并完成设计。 要求完成以后，能掌握制图方法、规范设计图纸画法以及提高使用设计软件解决应用问题的能力。 课题研究手段本课题主要是对垂直轴水轮机转子进行设计，通过调查研究以及参考文献学习等方式学会垂直轴潮流发电水轮机结构设计与建模并了解发电机选择、 叶轮结构设计、 增速器设计、 辅助部件设计。 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 指导教师意见：1对“文献综述”的评语： 板坯结晶器内钢液流场/连铸中间包控流装置相关的国内外前人工作较好地进行了综合分析和归纳整理，并针对某一学者具体的研究工作进行了比较专门的、全面的、深入的和系

12、统的描述与评价，语言简洁，层次清楚。达到了学校“文献综述要求”。该生通过大量搜集和查阅文献资料，对与板坯结晶器内钢液流场/连铸中间包控流装置相关的国内外前人工作较好地进行了综合分析和归纳整理，并针对某一学者具体的研究工作进行了比较专门的、全面的、深入的和系统的描述与评价，语言简洁，层次清楚。达到了学校“文献综述要求”该生通过大量搜集和查阅文献资料，对本课题相关的国内外前人工作较好地进行了综合分析和归纳整理，并针对某一学者具体的研究工作进行了比较专门的、全面的、深入的和系统的描述与评价，语言简洁，层次清楚。达到了学校“文献综述要求”。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：预期可完成 3.是否同意开题： 同意 不同意 指导教师： 20xx 年 03 月 06 日所在专业审查意见：同意 负责人： 20xx 年 03 月 08 日