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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FRP135

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TL494180

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