--圖4.5H型葉片切片俯視圖圖4.5H型葉片切片正視圖圖4.5H型葉片切片后效果圖

結(jié)論本文設(shè)計(jì)了一種小型熔融沉積式3D打印機(jī)，對(duì)其進(jìn)行了零部件和總體建模，設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)算例仿真，可以更加直觀的看到各步進(jìn)電機(jī)之間的配合，通過一款切片軟件的學(xué)習(xí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)打印過程中各個(gè)執(zhí)行參數(shù)的精準(zhǔn)控制。以一500W小型H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片為設(shè)計(jì)對(duì)象，設(shè)計(jì)了其風(fēng)輪參數(shù)和總體結(jié)構(gòu)模型，應(yīng)用MATLAB，SolidWorks等軟件對(duì)該H型風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了分析研究，主要有以下幾方面內(nèi)容。(1)對(duì)于3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過SolidWorks軟件對(duì)打印機(jī)所有零部件進(jìn)行建模，對(duì)所建好的零部件進(jìn)行了裝配，對(duì)裝配對(duì)象進(jìn)行了自由度約束。(2)應(yīng)用軟件對(duì)3D打印機(jī)總體裝配圖進(jìn)行運(yùn)動(dòng)算例的動(dòng)畫制作，詳細(xì)描繪3D打印機(jī)X軸、Y軸、Z軸步進(jìn)電機(jī)之間的配合。(3)學(xué)習(xí)并使用將設(shè)計(jì)好的葉片的參數(shù)在SolidWorks進(jìn)行比例縮放，生成G代碼，通過切片軟件保存為STL格式進(jìn)行打印。(4)對(duì)于H型風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在給定的500W功率條件下，設(shè)計(jì)葉片的尺寸參數(shù)，通過多流管模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并且設(shè)計(jì)葉片的內(nèi)部鋪層結(jié)構(gòu)。(5)完成小型H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的總體設(shè)計(jì)，選擇合適的連接臂、支撐住和塔架，風(fēng)別打印風(fēng)力機(jī)零部件然后組裝成整體模型。設(shè)計(jì)中由于個(gè)人知識(shí)有限等原因，本文中對(duì)于風(fēng)機(jī)的部件設(shè)計(jì)不夠完善，有些參數(shù)的計(jì)算也不太精準(zhǔn)，整體上存在很多的不足，還需要不斷的改進(jìn)。參考文獻(xiàn)蔚蕾,陳永艷,田瑞,李洋.垂直軸風(fēng)力機(jī)概述[J].綠色科技,2014(8):289-291+294.孫云峰田德,王海寬等.垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展概況及趨勢(shì)[J].農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化,2008(2):42-44.伊恩帕拉斯基沃尤.垂直軸風(fēng)力機(jī)原理與設(shè)計(jì)（李春等譯）[M].上海:上?？茖W(xué)出版社,2013.蔡新,高強(qiáng),潘盼等.垂直軸風(fēng)力機(jī)[M].上海:中國水利水電出版社,2016.J.Castillo.Small-scaleverticalaxiswindturbinedesign[D].Tampere:TampereUniversityofAppliedSciences,2011.徐艷飛.小型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪動(dòng)力性能研究[D].宜昌:三峽大學(xué),2012.鄭云.小型H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)氣動(dòng)性能分析[D].成都:西南交通大學(xué),2009.楊瑞,李金龍,王婷婷.5kW垂直軸風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)性能分析[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào),2015,41(3):64-69.張宏林,杜周洋,程帥等.H型垂直軸風(fēng)機(jī)參數(shù)對(duì)性能的影響[J].科技資訊,2019,17(1):96+98.楊國良,高瑞斌,張純江.垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)制動(dòng)及保護(hù)電路設(shè)計(jì)[J].電力電子技術(shù),2009,43(10):53-54+59.王國強(qiáng).垂直軸風(fēng)力機(jī)控制器的研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2010.饒振綱.行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.于惠力,李廣惠,尹凝霞.軸系零部件設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.芮曉明,柳亦兵,馬志勇.風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2018.附錄葉片氣動(dòng)性能計(jì)算程序functionvertical_wind_turbineclc;clear;closeall;Vo=6;R=1.7;N=3;c=0.33;L=4.8;Ao=0;w=2*pi*125/60;kv=1.4607e-5;rho=1.225;n=125;thetau=linspace(-89*pi/180,89*pi/180,n);thetad=linspace(91*pi/180,269*pi/180,n);Xt=w*R/Vo;S=2*L*R;i=0;while(i~=n)i=i+1;au=1.01;newau=1;while((au-newau)>1e-3)au=newau;Vu=Vo*(au);X=R*w/Vu;Wu=sqrt(Vu^2*((X-sin(thetau(i)))^2+(cos(thetau(i)))^2));Reb=Wu*c/kv;costh=cos(thetau(i));cosao=cos(Ao);sinth=sin(thetau(i));sinao=sin(Ao);A=asin((costh*cosao-(X-sinth)*sinao)/sqrt((X-sinth)^2+(costh^2)));neg=0;data=load('NACA0018.txt');A1=data(:,1);Cl1=data(:,2);Cd1=data(:,3);if(sign(A)==-1)neg=1;endA=abs(A*180/pi);data=load('NACA0018.txt');Cl=interp1(A1,Cl1,A,'spline');Cd=interp1(A1,Cd1,A,'spline');if(neg==1)A=-1*A;Cl=-1*Cl;Cd=1*Cd;endCnu=Cl*cosd(A)+Cd*sind(A);Ctu=Cl*sind(A)-Cd*cosd(A);g=@(thetau)(abs(sec(thetau)).*(Cnu.*cos(thetau)-Ctu.*sin(thetau)).*(Wu./Vu).^2);y=quad(g,-89*pi/180,89*pi/180);fup=N*c*y/(8*pi*R);newau=pi/(fup+pi);endAuvector(i)=A;auvector(i)=newau;Fnu(i)=(c*L/S)*Cnu*(Wu/Vo)^2;Ftu(i)=(c*L/S)*Ctu*(Wu/Vo)^2;Tup(i)=0.5*rho*c*R*L*Ctu*Wu^2;end[thetau'Tup']ts2=f_trapezoidal_integration_s(thetau,Tup);av_Tup=N*(ts2)/(2*pi);av_Cqu=av_Tup/(0.5*rho*S*R*Vo^2);Cpu=av_Cqu*Xt;j=n+1;flag=0;i=0;while(j~=1)j=j-1;i=i+1;ad=1.01;newad=auvector(j);while((ad-newad)>1e-3)ad=newad;Ve=Vo*((2*auvector(j))-1);Vd=Ve*ad;X=R*w/Vd;Wd=sqrt(Vd^2*((X-sin(thetad(i)))^2+(cos(thetad(i)))^2));Reb=Wd*c/kv;costh=cos(thetad(i));cosao=cos(Ao);sinth=sin(thetad(i));sinao=sin(Ao);A=asin((costh*cosao-(X-sinth)*sinao)/sqrt((X-sinth)^2+(costh^2)));neg=0;if(sign(A)==-1)neg=1;endA=abs(A*180/pi);Cl=interp1(A1,Cl1,A,'spline');Cd=interp1(A1,Cd1,A,'spline');if(neg==1)A=-1*A;Cl=-1*Cl;Cd=1*Cd;endCnd=Cl*cosd(A)+Cd*sind(A);Ctd=Cl*sind(A)-Cd*cosd(A);g=@(thetad)(abs(sec(thetad)).*(Cnd.*cos(thetad)-Ctd.*sin(thetad)).*(Wd./Vd).^2);y=quad(g,91*pi/180,269*pi/180);fdw=N*c*y/(8*pi*R);if(flag==0)newad=pi/(fdw+pi);endif(newad<0.01)warning('newad<0.01attheta=%dandA=%d',(thetad(i)*180/pi),A);if(i>1)newad=advector(i-1);elsenewad=auvector(i);endflag=1;endendAdvector(i)=A;advector(i)=newad;Fnd(i)=(c*L/S)*Cnd*(Wd/Vo)^2;Ftd(i)=(c*L/S)*Ctd*(Wd/Vo)^2;Tdw(i)=0.5*rho*c*R*L*Ctd*Wd^2;endts4=f_trapezoidal_integration_s(thetad,Tdw);av_Tdw=N*(ts4)/(2*pi);av_Cqd=av_Tdw/(0.5*rho*S*R*Vo^2);Cpd=av_C