【風力發(fa)電(dian)機】風力發(fa)電(dian)機原理 風力發電(dian)機結構(gou) 風(feng)力(li)發電(dian)機類型(xing)

一、風力發電機原理

風力發電機的原(yuan)理，是(shi)利用風(feng)力帶(dai)動風(feng)車葉(xie)片旋(xuan)轉(zhuan)，再透(tou)過增速機(ji)將旋(xuan)轉(zhuan)的速度提升，來促使發電(dian)(dian)機(ji)發電(dian)(dian)。依(yi)據目前的風(feng)力發電(dian)(dian)機(ji)技術(shu)，大約是(shi)每秒三公尺的微風(feng)速度（微風(feng)的程度），便可以開始發電(dian)(dian)。

二、風力發電機結構

機(ji)(ji)艙：機(ji)(ji)艙包(bao)容著(zhu)風(feng)力發(fa)電機(ji)(ji)的關鍵設備，包(bao)括齒輪箱、發(fa)電機(ji)(ji)。維護人員(yuan)可以(yi)通過(guo)風(feng)力發(fa)電機(ji)(ji)塔進入機(ji)(ji)艙。機(ji)(ji)艙左(zuo)端是(shi)風(feng)力發(fa)電機(ji)(ji)轉子(zi)，即(ji)轉子(zi)葉片及軸。

轉子(zi)葉片：捉獲風(feng)(feng)，并(bing)將風(feng)(feng)力傳送到轉子(zi)軸(zhou)心(xin)。現代600千(qian)瓦風力發電機上，每(mei)個轉子葉片的測量(liang)長度大約為20米，而且被設計得很象(xiang)飛機(ji)的(de)機(ji)翼。

軸(zhou)(zhou)心(xin)(xin)：轉子軸(zhou)(zhou)心(xin)(xin)附著(zhu)在風力發電機(ji)的低速軸(zhou)(zhou)上。

低速(su)軸(zhou)：風力發電機的(de)低速(su)軸(zhou)將轉子(zi)軸(zhou)心與齒輪箱連接在一起。在現代600千(qian)瓦風力發電機上，轉(zhuan)子轉(zhuan)速相當慢，大約為19至30轉每分鐘。軸中有(you)用(yong)于液壓系(xi)統(tong)的導管(guan)，來激發空(kong)氣動力閘的運(yun)行。

齒輪(lun)箱：齒輪(lun)箱左邊是低速軸(zhou)，它可以將(jiang)高速軸(zhou)的轉速提高至低速軸(zhou)的50倍。

高(gao)速軸及其機械(xie)閘：高(gao)速軸以(yi)1500轉每分鐘運(yun)轉，并驅(qu)動(dong)發電(dian)機(ji)。它裝備有緊急機(ji)械閘，用于空氣動(dong)力閘失(shi)效時(shi)，或風力發電(dian)機(ji)被(bei)維修時(shi)。

發(fa)電機：通常(chang)(chang)被(bei)稱為感(gan)應電機或(huo)異步發(fa)電機。在現代風(feng)力發(fa)電機上(shang)，最大電力輸出通常(chang)(chang)為500至(zhi)1500千瓦。

偏航裝置：借助電(dian)(dian)動(dong)機(ji)轉動(dong)機(ji)艙(cang)，以使轉子(zi)正對著(zhu)風(feng)(feng)。偏航裝置由電(dian)(dian)子(zi)控(kong)制器(qi)操(cao)作，電(dian)(dian)子(zi)控(kong)制器(qi)可以通過風(feng)(feng)向標來(lai)感覺風(feng)(feng)向。圖中顯示了風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)機(ji)偏航。通常，在(zai)風(feng)(feng)改變其方(fang)向時，風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)機(ji)一(yi)次只會偏轉幾(ji)度。

電(dian)子控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器：包(bao)含一臺不(bu)斷監控(kong)(kong)風力發電(dian)機(ji)狀態的計算機(ji)，并(bing)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)偏航裝置。為防(fang)止任(ren)何故障（即(ji)齒(chi)輪箱或發電(dian)機(ji)的過熱(re)），該控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器可以(yi)自動停止風力發電(dian)機(ji)的轉(zhuan)動，并(bing)通過電(dian)話調制(zhi)(zhi)解調器來呼叫風力發電(dian)機(ji)操(cao)作(zuo)員。

液壓系統：用(yong)于重(zhong)置(zhi)風力發電機的空氣動(dong)力閘。

冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)元(yuan)件：包含一個(ge)風扇，用(yong)于冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)發電機(ji)。此外(wai)，它包含一個(ge)油(you)冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)元(yuan)件，用(yong)于冷(leng)卻(que)(que)(que)(que)齒輪(lun)箱內的油(you)。一些風力發電機(ji)具有水冷(leng)發電機(ji)。

塔：風力(li)發(fa)電機(ji)(ji)塔載有機(ji)(ji)艙及轉子。通常高(gao)的塔具有優勢，因為離地面越(yue)高(gao)，風速越(yue)大。現代600千瓦風(feng)汽輪機的塔高(gao)為40至(zhi)60米。它可(ke)以為(wei)管狀(zhuang)的(de)(de)塔(ta)，也可(ke)以是格(ge)子(zi)狀(zhuang)的(de)(de)塔(ta)。管狀(zhuang)的(de)(de)塔(ta)對于維(wei)修人員更為(wei)安全，因為(wei)他們可(ke)以通過內部的(de)(de)梯子(zi)到(dao)達塔(ta)頂。格(ge)狀(zhuang)的(de)(de)塔(ta)的(de)(de)優點(dian)在(zai)于它比較便宜。

風(feng)速計(ji)及風(feng)向標：用于(yu)測量風(feng)速及風(feng)向

尾舵：常見于水平軸上風向的小型風力發(fa)電(dian)機（一般在10KW及(ji)以(yi)下(xia)）。位于回轉體后方，與回轉體相連。主要作(zuo)用(yong)(yong)一為(wei)調節風(feng)(feng)機轉向(xiang)，使風(feng)(feng)機正對(dui)風(feng)(feng)向(xiang)。作(zuo)用(yong)(yong)二是(shi)在(zai)大(da)風(feng)(feng)風(feng)(feng)況(kuang)(kuang)的(de)情況(kuang)(kuang)下(xia)使風(feng)(feng)力機機頭偏離(li)風(feng)(feng)向(xiang)，以(yi)達到降(jiang)低(di)轉速，保護風(feng)(feng)機的(de)作(zuo)用(yong)(yong)。

三、風力發電機類型

根據定槳矩失速型風機和變速恒頻變槳矩風機的特點分為：

1、異步型

1）籠(long)型異(yi)步發電機(ji)

功率(lv)為600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定子向電網輸送(song)不同功率的50Hz交流(liu)電。

2）繞線式雙(shuang)饋異步(bu)發電機(ji)

功率為1500kW，定子(zi)向(xiang)電網輸(shu)送50Hz交(jiao)流電(dian)，轉子由變(bian)頻器(qi)控制，向電(dian)網(wang)間接輸送 有功或無功功率(lv)。

2、同步型

1）永磁同(tong)步發電機(ji)

功率(lv)為750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定子輸出(chu)經全功率(lv)整流逆變(bian)后向電網輸送50Hz交流電。

2）電勵磁同步發電機

由外接到轉子上的直流電流產生磁場，定子輸出經全功率整流逆(ni)變后向電網輸送50Hz交流電。

根據葉片形式的不同，現有風力發電機分為：

1、水平軸

世(shi)界上目前利(li)用最(zui)多的形式，功(gong)率最(zui)大5MW左右。

2、垂直軸

是一(yi)種圓弧形雙(shuang)葉(xie)片的(de)結構（Φ型或稱為達里厄），由于其受(shou)風面積小，相應的啟動風速較高。