摘 要

目前，风能的利用多在大型风力发电厂和风力提水上，个人家庭对风能的利用效率较低。而在我国风能资源十分丰富，妥善利用的话可以产生相当多的能量，这对节约地球资源，节省家庭开支有着十分重要的意义。

本课题设计的磁悬浮风磁致热装置，使用电涡流法制热原理对水箱加热，储存风能。利用涡流法致热的原理是：利用风驱使风力机旋转，风力机带动转子轴旋转，驱动转子盘转动产生旋转磁场，水箱内的加热板处在变化的磁场中产生涡流，最终生成涡流热加热液体。利用Ansoft Maxwell软件对转子永磁体列阵进行分析，并应用到的装置中。

根据中国大部分地区为季风气候“夏季风力小，冬季风力大”的特点，本装置添加了太阳能致热系统作为辅助致热，弥补了夏季风能不足的缺陷，为绿色能源搭配利用提供了新思路。

关键词：风能 磁悬浮 涡流 太阳能 永磁体

ABSTRACT

Currently, the use of wind energy in large-scale wind power plants and more wind power for water, low personal use efficiency of wind energy. In China，wind energy resources are very rich, if properly utilized it can generate considerable amounts of energy, which is to save the earth's resources,it has great significance for household expenses

Magnetic levitation wind this project designed pyrogenic device using the eddy current principle of legal hot water tank heating, store wind energy. Eddy current method pyrogenic principle is: the use of wind-driven wind turbine rotating wind turbine rotor drive shaft, driving the rotor disk rotation generates a rotating magnetic field, eddy currents within the tank heating plate at varying magnetic field, the resulting eddy current heating hot liquid. Use Ansoft Maxwell software rotor permanent magnet arrays are analyzed and applied to the device.

According to most parts of China "Summer Small wind, wind and more winter," the characteristics of the device to add solar thermal systems as a secondary cause pyrogenic, to make up for lack of defects in the summer wind, green energy with the use of a new idea.

KEY WORDS:Wind Energy Magnetic Suspension Current Vortex Solar Energy

Permanet-magnet(PM)·

目 录

第一章 绪论 1

1.1风磁致热装置在国内研究现状 1

1.2风磁致热装置在国外研究现状 2

1.2.1日本 2

1.2.2美国和世界其他国家 3

1.3太阳能热水器在国内的现状 3

1.4太阳能热水器在国外的现状 4

1.4本章小结 4

第二章 磁悬浮风磁致热装置的磁路设计分析 5

2.1磁路设计的基本原理 5

2.1.2磁路的基本定律 5

2.2永磁材料的选择 6

2.3聚磁方式 8

2.3.1 Halbach磁体阵列 8

2.3.2 转子盘结构设计 8

2.3.3 阵列模型的计算 9

2.4 本章小结 10

第三章 风磁制热性能研究 11

3.1风能资源利用的分析 11

3.1.1风速 11

3.1.2影响风速的主要因素 12

3.1.3风能的特性 13

3.2风力机的特点 14

3.2.1风力发电机组的分类 14

3.2.2风力机的性能评价 14

3.3致热系统研究 15

3.3.1涡流的热效应 15

3.3.2热功率估算 16

3.3.3加热系统的结构要求 16

3.4本章小结 17

第四章 太阳能制热性能研究 18

4.1太阳能资源利用分析 18

4.1.1中国的太阳能资源及分布状况 18

4.2太阳电池的特点 19

4.2.1太阳能电池的结构组成 19

4.2.2太阳能电池板材料分类 20

4.3加热系统的研究 21

4.3.1太阳能的发电系统 21

4.4本章小结 22

第五章 磁悬浮风磁致热装置的结构设计 23

5.1电涡流致热法在热水器中的应用 23

5.2热水器结构的设计 23

5.2.1功率估算 23

5.2.2结构设计方案 24

5.3连接结构选择 25

5.3.1螺栓连接 25

5.3.2螺钉连接 26

5.3.3螺栓和螺钉的头型选择 26

5.4本章小结 27

第六章 总结 28

第七章 致谢 29

参考文献 30

第一章 绪论

大部分工业生产和日常生活中的能量，是以热能的形式使用的。例如，在人们的生活中，保温、取暖、加热、烘干等都需要大量的热量。尽管获得热能的方式多式多样，但主要都是依靠化石能源燃烧而获得的。

随着中国经济建设的飞速发展，对能源的依赖性也迅速增长，而化石能源的储量却逐年减少，而且，化石能源燃烧具有污染环境、无法再生等缺点；目前太阳能加热最为普遍的方式是太阳能热水器，但仍存在一定的技术缺陷。在雨雪阴云天气以及冬季日照不足时下主要靠电加热（也有部分产品依靠燃气加热），我国每年有50%以上的水要彻底靠电来进行加热。但这样太阳能热水器实际得耗电量比泵热水器还多，而且同时还消耗了大量的不可再生的能源。