一、風力發電機組分類

風力發電機組主要由兩大部分組成：

風力機部分――它將風能(neng)轉換為機械能(neng)；

發電機(ji)部(bu)分――它(ta)將機(ji)械能(neng)(neng)轉換(huan)為電能(neng)(neng)。

根據風機這兩大(da)部分(fen)(fen)采用(yong)的(de)不(bu)(bu)同結構類(lei)型(xing)、以及它們分(fen)(fen)別采用(yong)的(de)技術方案的(de)不(bu)(bu)同特(te)征，再加上它們的(de)不(bu)(bu)同組(zu)(zu)合，風力發(fa)電機組(zu)(zu)可以有多種多樣的(de)分(fen)(fen)類(lei)。

1、按照風機旋轉主軸的方向（即主軸與地面相對位置）分類，可分為：

“水平(ping)軸式風(feng)機”――轉(zhuan)動軸與地面平(ping)行(xing)，葉輪需隨(sui)風(feng)向變化而調整位置；

“垂(chui)直軸式風機”――轉動軸與(yu)地面垂(chui)直，設計(ji)較簡單，葉輪不必隨(sui)風向(xiang)改變而調整(zheng)方向(xiang)。

2、按照槳葉受力方式可分成“升力型風機”或“阻力型風機”。

3、按照槳葉數量分類可分為“單葉片”、“雙葉片”、“三葉片”和“多葉片”型風機。

葉片的數目(mu)由很多因素決定，其中(zhong)包括空氣動力效率、復雜度、成(cheng)本、噪音、美(mei)學要求等等。

大型(xing)風(feng)力發電機可由(you)1、2 或(huo)者3片葉片構成。

葉(xie)片(pian)較(jiao)(jiao)少的風力發電機通常需要(yao)更高的轉速以提取(qu)風中的能量，因此噪音比較(jiao)(jiao)大。而(er)如果葉(xie)片(pian)太多(duo)，它們之間(jian)會相互(hu)作用而(er)降低(di)系統效率。目前3葉(xie)片(pian)風電機是(shi)主(zhu)流。從美學角度上(shang)看，3葉(xie)片(pian)的風電機看上(shang)去(qu)較(jiao)(jiao)為(wei)平衡和美觀。

4、按照風機接受風的方向分類，則有“上風向型”――葉輪正面迎著風向（即在塔架的前面迎風旋轉）和“下風向型”――葉輪背順著風向，兩種類型。

上(shang)風向(xiang)風機一般(ban)需要有(you)某種調向(xiang)裝置來保持葉輪(lun)迎風。

而下風(feng)(feng)向(xiang)(xiang)風(feng)(feng)機則能夠自動(dong)對準(zhun)風(feng)(feng)向(xiang)(xiang), 從(cong)而免除了(le)調向(xiang)(xiang)裝(zhuang)置(zhi)。但對于下風(feng)(feng)向(xiang)(xiang)風(feng)(feng)機, 由于一部分空氣(qi)通過塔架后再吹向(xiang)(xiang)葉輪(lun), 這(zhe)樣, 塔架就干擾了(le)流(liu)過葉片的氣(qi)流(liu)而形成所(suo)謂塔影效(xiao)應,使性能有所(suo)降低(di)。

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5、按照功率傳遞的機械連接方式的不同，可分為“有齒輪箱型風機”和無齒輪箱的“直驅型風機”。

有齒輪箱型風機的槳葉(xie)通(tong)過齒輪箱及(ji)其高速軸及(ji)萬能彈性聯(lian)軸節(jie)將轉矩傳遞到發電機的傳動軸,聯(lian)軸節(jie)具(ju)有很好的吸收阻(zu)尼(ni)和震動的特性，可吸收適(shi)量的徑向、軸向和一定角度(du)的偏移，并且聯(lian)軸器可阻(zu)止機械裝置的過載。

而(er)直(zhi)驅型(xing)風機則另辟蹊徑(jing)，配合(he)采用了多(duo)項先(xian)進技術，槳葉的(de)(de)轉矩可以(yi)不通(tong)過齒輪(lun)箱增速而(er)直(zhi)接傳遞到發電(dian)機的(de)(de)傳動軸，使(shi)風機發出的(de)(de)電(dian)能(neng)同(tong)樣能(neng)并網輸出。這樣的(de)(de)設計簡化(hua)了裝置(zhi)的(de)(de)結構，減少了故障(zhang)幾率，優點(dian)很多(duo)，現多(duo)用于大型(xing)機組上。

6、根據按槳葉接受風能的功率調節方式可分為：

“定槳(jiang)距（失(shi)速型）機(ji)組”――槳(jiang)葉與輪轂(gu)的(de)連接(jie)是固(gu)定的(de)。當(dang)風速變(bian)化時，槳(jiang)葉的(de)迎(ying)風角(jiao)度不能隨之變(bian)化。由于定槳(jiang)距（失(shi)速型）機(ji)組結構簡單、性能可靠，在20 年來的(de)風能開發利(li)用(yong)中一直占據主導地位。

“變槳距機組”――葉片(pian)可以(yi)繞葉片(pian)中心軸(zhou)旋轉，使葉片(pian)攻角(jiao)可在(zai)一定范圍內（一般0－90度）調節變化，其(qi)性能(neng)比定槳距型提高許多，但(dan)結構也(ye)趨(qu)于復雜，現多用于大型機組上(shang)。

7、按照葉輪轉速是否恒定可分為：

“恒(heng)速風力發電(dian)機組(zu)”――設(she)計簡(jian)單可靠，造價低(di)，維(wei)護(hu)量少，直接(jie)并網(wang)；缺點是：氣動(dong)效率低(di)，結構(gou)載荷(he)高，給電(dian)網(wang)造成(cheng)電(dian)網(wang)波(bo)動(dong)，從(cong)電(dian)網(wang)吸收無功功率。

“變速風力發電(dian)機(ji)組”――氣(qi)動(dong)效率(lv)高，機(ji)械應力小，功(gong)(gong)率(lv)波動(dong)小，成本效率(lv)高，支(zhi)撐結構輕。缺點是：功(gong)(gong)率(lv)對(dui)電(dian)壓(ya)降(jiang)敏(min)感，電(dian)氣(qi)設備的價(jia)格(ge)較高，維護(hu)量大(da)。現常(chang)用于大(da)容量的主(zhu)力機(ji)型。

8、根據風力發電機組的發電機類型分類，可分為兩大類：“異步發電機型” “同步發電機型”

只要選用適當的變(bian)流裝(zhuang)置(zhi)，它們都可(ke)以用于變(bian)速運行風機(ji)。

異步(bu)發電機按(an)其轉子結(jie)構不同又可(ke)分為：

(a) 籠型異步發電機――轉子為(wei)籠型。由于結構(gou)簡(jian)單可靠、廉價、易于接入電網，而在小、中(zhong)型機組中(zhong)得到大量的使用。

(b) 繞(rao)(rao)線(xian)式(shi)雙饋異步發電機――轉子為線(xian)繞(rao)(rao)型。定子與(yu)電網(wang)直接連(lian)接輸(shu)送電能，同時繞(rao)(rao)線(xian)式(shi)轉子也經(jing)過(guo)變(bian)頻(pin)器控制(zhi)向電網(wang)輸(shu)送有功或(huo)無功功率。

同步發電機型按其產生旋轉磁場的磁極的類(lei)型又可分(fen)為(wei)：

(a) 電(dian)勵磁(ci)同步發電(dian)機――轉子為線(xian)繞凸極式磁(ci)極，由外(wai)接(jie)直流電(dian)流激磁(ci)來產生(sheng)磁(ci)場(chang)。

(b) 永磁(ci)同步發(fa)電(dian)(dian)機――轉(zhuan)子為鐵氧體(ti)材料制造的永磁(ci)體(ti)磁(ci)極(ji)，通(tong)常為低速多極(ji)式，不用外界激磁(ci)，簡化了發(fa)電(dian)(dian)機結構(gou)，因而具有多種優勢。

9、根據風機的輸出端電壓高低化分，一般可分為：

“高壓風力發電機”――風力發電機輸出端電壓為10~20kV，甚至40kV，可省掉風機的升壓變壓器直接并網。它與直驅型，永磁體磁極結構一起組成的同步發電機總體方案，是目前風力發電機中一種很有(you)發展前途的機(ji)型。

“低壓(ya)(ya)風力發電(dian)(dian)機”――輸出端電(dian)(dian)壓(ya)(ya)為1kV 以下，目前市面上大多為此機型。

10、根據風機的額定功率化分，一般可分為：

微型機：10 kW 以(yi)下

小型機(ji)：10 kW 至100 kW

中型(xing)機(ji)：100 kW 至(zhi)1000 kW

大型(xing)機：1000 kW 以上（MW 級風機）

二、垂直軸風力發電機和水平軸的區別

1、發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)不(bu)同：垂直軸的發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)一般(ban)采(cai)用無鐵芯的永磁盤式電(dian)(dian)(dian)機(ji)或外轉子(zi)電(dian)(dian)(dian)機(ji)，啟(qi)動(dong)(dong)力矩小，微(wei)風就能啟(qi)動(dong)(dong)，相當適合在城市或者像中(zhong)國南方等低(di)風速地區使(shi)用；水平軸的發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)一般(ban)采(cai)用造(zao)價低(di)廉的有鐵芯發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)，啟(qi)動(dong)(dong)力矩往(wang)往(wang)較(jiao)大，不(bu)適合在城市道路、以及中(zhong)國南方等低(di)風速使(shi)用。

2、風(feng)(feng)葉(xie)結構不同：垂直(zhi)軸(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)力(li)發電(dian)機(ji)(ji)是萬向受(shou)風(feng)(feng)的(de)(de)(de)垂直(zhi)式(shi)結構，不管任(ren)何(he)方(fang)向的(de)(de)(de)來風(feng)(feng)，均(jun)保持同一方(fang)向轉動(dong)，更好的(de)(de)(de)利用了(le)風(feng)(feng)能；而水平軸(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)力(li)發電(dian)機(ji)(ji)有(you)個專門用來調節(jie)風(feng)(feng)力(li)發電(dian)機(ji)(ji)受(shou)風(feng)(feng)方(fang)向的(de)(de)(de)尾巴，每次(ci)風(feng)(feng)來時，首先得把(ba)風(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)迎(ying)風(feng)(feng)方(fang)向調整，這樣不僅浪費(fei)了(le)風(feng)(feng)能，同時水平式(shi)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)力(li)發電(dian)機(ji)(ji)與支撐該(gai)電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)法蘭之(zhi)間還得安裝(zhuang)一個傳動(dong)的(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)承，該(gai)軸(zhou)(zhou)承傳動(dong)多了(le)，會產(chan)生機(ji)(ji)械疲勞，造成風(feng)(feng)機(ji)(ji)容易折斷或者脫落。

3、同等風(feng)速條件(jian)下(xia)垂(chui)直軸發(fa)電效率比水平式的要(yao)高(gao)，特別是低(di)風(feng)速地(di)區。

4、在高風(feng)速(su)地(di)區，垂直軸風(feng)力發電機(ji)要比水平(ping)式的(de)更加安全(quan)穩定；另外，國內(nei)外大(da)量(liang)的(de)案例證(zheng)明(ming)，水平(ping)式的(de)風(feng)力發電機(ji)在城市(shi)地(di)區經(jing)(jing)常(chang)不(bu)轉動，在北方、西北等高風(feng)速(su)地(di)區又經(jing)(jing)常(chang)容易出現(xian)風(feng)機(ji)折斷(duan)、脫落等問題，傷及(ji)路(lu)上(shang)行人與車輛(liang)等危險(xian)事(shi)故。

5、風(feng)能(neng)(neng)利(li)用率 ，中(zhong)國(guo)空氣(qi)動(dong)力研(yan)究(jiu)與發展(zhan)(zhan)中(zhong)心曾作過相關水(shui)平(ping)軸(zhou)(zhou)風(feng)力發電機(ji)的(de)(de)風(feng)洞實驗，實測的(de)(de)利(li)用率在 23%-29%左右 。經(jing)過中(zhong)國(guo)空氣(qi)動(dong)力研(yan)究(jiu)與發展(zhan)(zhan)中(zhong)心的(de)(de)實驗表明(ming)垂直軸(zhou)(zhou)的(de)(de)風(feng)能(neng)(neng)利(li)用率在40%以(yi)上。另(ling)外(wai)，在實際環(huan)境中(zhong)風(feng)向是經(jing)常變化(hua)的(de)(de)，水(shui)平(ping)軸(zhou)(zhou)風(feng)輪(lun)的(de)(de)迎風(feng)面不(bu)可(ke)能(neng)(neng)始終對著風(feng)，這就引(yin)起了"對風(feng)損(sun)失"，而垂直軸(zhou)(zhou)風(feng)輪(lun)則不(bu)存在這個問題(ti) ，因此在考慮了對風(feng)損(sun)失之(zhi)后，垂直軸(zhou)(zhou)風(feng)輪(lun)的(de)(de)風(feng)能(neng)(neng)利(li)用率完全超(chao)過水(shui)平(ping)軸(zhou)(zhou)風(feng)輪(lun)。

綜合各種因素來看垂直軸風力發電機是未來風電的(de)(de)發(fa)展方向，由于水平(ping)軸(zhou)風機在中國已有近20年(nian)的(de)(de)生產及發(fa)展，垂直軸(zhou)的(de)(de)開發(fa)生產也就是(shi)近幾(ji)年(nian)的(de)(de)時(shi)間(jian)，所(suo)以隨(sui)著其優勢的(de)(de)不端顯現，會像水平(ping)軸(zhou)一(yi)樣逐步普及的(de)(de)。