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第1章 风力发电基础 1

1.1 风力发电机的类型与特点 1

1.1.1 螺旋桨型风车 1

1.1.2 荷兰型风车 3

1.1.3 多翼型风车 4

1.1.4 萨沃纽斯型风车 4

1.1.5 达里厄型风车 5

1.1.6 旋翼型风车 6

1.1.7 交叉流动型风车 6

1.2 螺旋桨型风力机的原理及基本术语 7

1.2.1 风力发电机的基本术语 8

1.2.2 螺旋桨型风力机的原理 14

1.3 风力机的功率 18

1.3.1 风轮功率 18

1.3.2 风力机的类型与功率系数 23

1.4 小型风力发电的应用领域及使用方法 24

1.4.1 获得所需电能的方法 24

1.4.2 风力发电与太阳能发电混合系统 26

1.4.3 小型风力发电的具体应用领域 27

1.4.4 小型风力发电机与燃料电池混合系统 28

第2章 风力发电用发电机 30

2.1 关于发电机 30

2.1.1 能选用直流电动机作为发电机吗？ 31

2.1.2 能选用自行车用发电机吗？ 34

2.1.3 能选用汽车用发电机吗？ 35

2.2 发电机的原理与结构 37

2.2.1 发电机的原理 37

2.2.2 永磁材料 38

2.2.3 磁路用电磁钢板 42

2.2.4 其他材料 43

2.3 发电机的发电特性 44

2.3.1 转速与发电特性 44

2.3.2 风速及风轮直径与转速和发电机输出功率的关系 45

2.4 初期制作的发电机 46

2.4.1 关于发电机结构形式的讨论 46

2.4.2 齿轮增速型发电机的制作 50

2.5 采用三相交流发电机的优越性 61

2.5.1 直流发电机 61

2.5.2 交流发电机 62

2.5.3 适用于风力发电的三相交流发电机 64

2.5.4 自制风力发电机时的注意事项 66

第3章 发电机的制作 68

3.1 制作时使用的主要工具、设备 68

3.1.1 木材和金属的切割 69

3.1.2 开孔 70

3.1.3 切削、磨削加工 72

3.1.4 其他工具 74

3.2 500W风力发电机（KG02）的制作 75

3.2.1 本机概要 75

3.2.2 制作顺序和要点 79

3.2.3 500W风力发电机（KG02）的特性 85

3.2.4 附属机构的制作 87

3.2.5 试运行 90

3.3 700W风力发电机（KG11）的制作 92

3.3.1 存在的问题及其解决方法 92

3.3.2 制作顺序及方法 94

3.3.3 700W风力发电机的特性 98

3.3.4 附属机构的制作 100

3.3.5 试运行 103

第4章 风力机基础知识及设计方法 103

4.1 风力机基础知识 106

4.1.1 风力机概要 106

4.1.2 叶片的翼型 109

4.2 风轮叶片的设计 111

4.2.1 叶片的设计 111

4.2.2 1.6m叶片的简易设计 117

4.3 设计时需要注意的几个问题 122

4.3.1 叶片的尖端速度 122

4.3.2 作用于风轮叶片上的离心力 122

4.3.3 叶片的材料与结构 124

4.4 风力机的类型 125

4.4.1 装有扩（集）风器的风力发电机 125

4.4.2 装有防护罩的风力发电机 126

4.4.3 河豚型风力发电机 126

4.4.4 装有辅助翼的风力发电机 127

4.4.5 多风轮风力发电机 127

第5章 风力机的制作 128

5.1 木制叶片的优点 128

5.2 木制2叶片风力机的制作 129

5.2.1 叶片的规格 130

5.2.2 叶片原型的制作 130

5.2.3 翼型的加工 131

5.2.4 配件的制作及叶片装配 132

5.2.5 作用于叶片上的力 132

5.3 木制粘接型叶片的制作 133

5.3.1 利用巴尔沙木粘合制作 133

5.3.2 在具有扭转角的状态下粘接 133

5.3.3 轮毂部分的制作 134

5.3.4 叶片表面的强化对策 134

5.3.5 什么是FRP 135

5.4 基于泡沫塑料和FRP的低速型风力机叶片制作 136

5.4.1 木制骨架的制作 136

5.4.2 泡沫塑料的切割 137

5.4.3 木制骨架与泡沫塑料的粘接 138

5.4.4 用FRP覆盖表面 139

5.4.5 叶片的精加工 140

5.4.6 轮毂的制作 140

5.4.7 完成 142

5.5 基于泡沫塑料、巴尔沙木及FRP的高转速叶片制作 142

5.5.1 木制骨架的制作 142

5.5.2 叶片的切割与粘接 143

5.5.3 用FRP覆盖表面 143

5.5.4 叶片的精加工 144

5.5.5 对使用泡沫塑料叶片的考核 144

5.6 基于FRP成型技术的叶片制作 145

5.6.1 FRP成型技术的特点 146

5.6.2 FRP使用的材料和工具 147

5.6.3 叶片FRP成型工艺的流程 151

5.6.4 工艺1——叶片原型的制作 152

5.6.5 工艺2——清漆与氨基甲酸乙酯涂料的涂敷 153

5.6.6 工艺3——雌型模的制作 155

5.6.7 工艺4——叶片的成型 157

5.6.8 工艺5～6——螺栓固定与离型 158

5.6.9 叶片与轮毂的安装 160

第6章 风力机的测试与评估 160

6.1 风力机特性的测试方法 163

6.2 测试结果及其评估 164

6.2.1 测试结果 164

6.2.2 功率系数 166

6.2.3 风速与输出电功率 167

6.2.4 发电机的最佳负载 168

第7章 蓄电池充电控制装置 168

7.1 风力发电的特性与蓄电池充电控制电路 170

7.1.1 蓄电池充电电路 170

7.1.2 获得最大输出功率的方法 171

7.1.3 基于DC-DC变换器的充电控制电路 174

7.2 300W充电控制电路 178

7.2.1 基本电路与实用电路 178

7.2.2 关于开关电源控制器电路TL494 180

7.2.3 电路的动作 181

7.3 700W充电控制电路 186

7.3.1 推挽方式的中心抽头型DC-DC变换器电路 186

7.3.2 实际电路 186

7.3.3 充电控制器的实测特性 192

7.4 关于蓄电池 193

7.4.1 深度周期充放电型蓄电池 194

7.4.2 蓄电池的特性 196

7.4.3 使用注意事项 199

7.4.4 蓄电池的废弃 200

7.5 电气二重层电容器的应用 200

7.5.1 何谓电气二重层 200

7.5.2 电气二重层电容器的特点 200

7.5.3 在小型风力发电中的应用 202

7.6 安全对策电路 202

7.6.1 电磁制动电路及防止蓄电池过充电电路 202

7.6.2 蓄电池放电控制电路 206

第8章 风力发电机的安全对策及现场安装 206

8.1 强风时的安全对策 208

8.1.1 风轮上方偏转方式 209

8.1.2 风轮侧向偏转方式 210

8.1.3 变桨距控制和失速控制 211

8.1.4 叶尖距控制方式 213

8.1.5 基于发电机电磁制动的控制 214

8.1.6 受风面积可变方式 215

8.1.7 盘形制动方式及其他 216

8.1.8 尾翼的强风对策 217

8.2 风力发电机的安装及塔架制作 219

8.2.1 安装场所 219

8.2.2 关于风轮阻力 221

8.2.3 采用工程用铁管的简易塔架的制作与安装 223

8.2.4 正规塔架的制作与安装 224

第9章 风速仪与发电量记录仪的制作 224

9.1 风速与风速仪基础知识 228

9.1.1 风速仪的分类 228

9.1.2 风速分级、平均风速、瞬时风速 229

9.2 风速仪的制作 230

9.2.1 基于直流发电机的简易型风速仪 230

9.2.2 采用光传感器的螺旋桨型风速仪制作 231

9.3 自制风速仪的实测举例 238

9.3.1 台风实测例 238

9.3.2 季风实测例 240

9.4 关于风速·发电量记录仪 240

9.4.1 实测发电量与风速关系曲线的方法 240

9.4.2 自制的积算型风速仪和积算型电能仪 241

参考文献 245

后记 247