【風力發(fa)電(dian)機】風力發(fa)電(dian)機原理 風力發電(dian)機結構 風力發(fa)電(dian)機(ji)類(lei)型

一、風力發電機原理

風力發電機的原理，是利用風力(li)帶動風車(che)葉片旋轉，再透過增(zeng)速機(ji)(ji)將旋轉的速度(du)提升，來促(cu)使發(fa)電機(ji)(ji)發(fa)電。依據目前(qian)的風力(li)發(fa)電機(ji)(ji)技術，大約是每秒三(san)公尺的微風速度(du)（微風的程度(du)），便可以開(kai)始發(fa)電。

二、風力發電機結構

機(ji)艙(cang)：機(ji)艙(cang)包容著風力發電(dian)機(ji)的(de)關鍵設備，包括齒輪箱、發電(dian)機(ji)。維護(hu)人員可(ke)以通過風力發電(dian)機(ji)塔進(jin)入機(ji)艙(cang)。機(ji)艙(cang)左端是風力發電(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)，即轉(zhuan)(zhuan)子(zi)葉片及軸。

轉子葉片：捉獲風(feng)，并將風(feng)力(li)傳送到轉子軸(zhou)心。現代(dai)600千(qian)瓦風力發電(dian)機上，每個轉子葉片的測(ce)量長(chang)度大約(yue)為20米，而且被(bei)設計(ji)得(de)很(hen)象飛機的(de)機翼。

軸心(xin)：轉子軸心(xin)附(fu)著在(zai)風力發電機的低速軸上。

低(di)速(su)軸：風力發電機的低(di)速(su)軸將(jiang)轉子(zi)軸心與(yu)齒輪箱連(lian)接在一起。在現代600千瓦(wa)風力發電機上，轉(zhuan)子轉(zhuan)速相當慢，大(da)約為(wei)19至30轉(zhuan)每分鐘(zhong)。軸(zhou)中有用(yong)于液壓(ya)系統(tong)的導管，來激發空氣動力閘的運行(xing)。

齒(chi)輪(lun)箱(xiang)：齒(chi)輪(lun)箱(xiang)左(zuo)邊(bian)是(shi)低(di)速(su)軸，它可(ke)以將高速(su)軸的(de)轉速(su)提高至低(di)速(su)軸的(de)50倍。

高(gao)速軸(zhou)及其(qi)機械閘：高(gao)速軸(zhou)以1500轉(zhuan)每分鐘運(yun)轉(zhuan)，并驅動(dong)發電機(ji)。它裝備有緊急機(ji)械閘(zha)，用于空氣動(dong)力(li)閘(zha)失效時，或風(feng)力(li)發電機(ji)被維(wei)修時。

發電(dian)機(ji)：通常被稱為感(gan)應(ying)電(dian)機(ji)或異步(bu)發電(dian)機(ji)。在現代風力發電(dian)機(ji)上(shang)，最大(da)電(dian)力輸出通常為500至1500千瓦。

偏(pian)(pian)航裝置：借助電動機(ji)轉(zhuan)(zhuan)動機(ji)艙，以使轉(zhuan)(zhuan)子正對著風(feng)(feng)。偏(pian)(pian)航裝置由電子控(kong)制器(qi)(qi)操作(zuo)，電子控(kong)制器(qi)(qi)可以通(tong)過風(feng)(feng)向標來(lai)感(gan)覺風(feng)(feng)向。圖(tu)中顯(xian)示(shi)了風(feng)(feng)力發電機(ji)偏(pian)(pian)航。通(tong)常，在(zai)風(feng)(feng)改(gai)變其方向時，風(feng)(feng)力發電機(ji)一(yi)次只(zhi)會偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)幾度。

電子控(kong)制器：包含一臺不斷監控(kong)風力發(fa)(fa)電機(ji)(ji)狀態的計算機(ji)(ji)，并(bing)控(kong)制偏航裝(zhuang)置(zhi)。為防止任(ren)何故障（即齒輪箱或發(fa)(fa)電機(ji)(ji)的過熱），該控(kong)制器可以自動(dong)停止風力發(fa)(fa)電機(ji)(ji)的轉動(dong)，并(bing)通(tong)過電話(hua)調制解(jie)調器來(lai)呼(hu)叫風力發(fa)(fa)電機(ji)(ji)操作員。

液壓系統：用于(yu)重置(zhi)風力發電機(ji)的空氣動力閘(zha)。

冷(leng)卻(que)(que)元件：包含一個風扇，用于冷(leng)卻(que)(que)發(fa)(fa)電機。此外，它包含一個油冷(leng)卻(que)(que)元件，用于冷(leng)卻(que)(que)齒輪箱(xiang)內的油。一些風力發(fa)(fa)電機具(ju)有水冷(leng)發(fa)(fa)電機。

塔：風力(li)發(fa)電機塔載有機艙及轉子。通常高的塔具有優勢，因為離地面(mian)越高，風速越大(da)。現代600千(qian)瓦(wa)風汽輪(lun)機的塔高(gao)為40至60米。它可(ke)(ke)以為管(guan)狀的(de)塔(ta)(ta)(ta)，也可(ke)(ke)以是(shi)格子狀的(de)塔(ta)(ta)(ta)。管(guan)狀的(de)塔(ta)(ta)(ta)對(dui)于維修人員(yuan)更為安全，因(yin)為他(ta)們可(ke)(ke)以通過內(nei)部的(de)梯子到達塔(ta)(ta)(ta)頂。格狀的(de)塔(ta)(ta)(ta)的(de)優點在于它比較便(bian)宜。

風速計及風向標：用(yong)于測量風速及風向

尾舵(duo)：常見(jian)于水平軸上風向的小型風力發電(dian)機(ji)（一般在10KW及以下(xia)）。位于回轉(zhuan)(zhuan)體后方，與(yu)回轉(zhuan)(zhuan)體相連。主(zhu)要作用(yong)(yong)一為(wei)調節風機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)，使風機(ji)(ji)(ji)正對風向(xiang)(xiang)。作用(yong)(yong)二(er)是在大風風況的情況下(xia)使風力機(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)頭(tou)偏離風向(xiang)(xiang)，以達到降(jiang)低(di)轉(zhuan)(zhuan)速，保護風機(ji)(ji)(ji)的作用(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(xing)異(yi)步發(fa)電機

功率為600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定子向電網輸(shu)送(song)不(bu)同功(gong)率的(de)50Hz交(jiao)流電。

2）繞(rao)線式雙饋(kui)異步發電(dian)機

功率為1500kW，定(ding)子(zi)向電網輸送(song)50Hz交(jiao)流電，轉子由變(bian)頻器控制，向電網間接輸送 有功(gong)或(huo)無(wu)功(gong)功(gong)率。

2、同步型

1）永(yong)磁(ci)同步發電機

功率為(wei)750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定(ding)子輸出經全功(gong)率整流逆(ni)變后向電網輸送50Hz交流(liu)電(dian)。

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(ding)子輸出經全功率整流逆變(bian)后(hou)向電(dian)網(wang)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

世界(jie)上目前利用最多(duo)的形(xing)式(shi)，功(gong)率最大(da)5MW左右。

2、垂直軸

是一種圓弧形雙葉(xie)片(pian)的結構（Φ型或稱為達(da)里厄(e)），由于(yu)其受風面(mian)積(ji)小(xiao)，相應的啟動(dong)風速較高。