【風力(li)發(fa)電機(ji)】風力(li)發(fa)電機(ji)原理 風力發(fa)電機結構 風力發(fa)電機類(lei)型

一、風力發電機原理

風力發電機的(de)原理(li)，是(shi)利用(yong)風(feng)力帶動(dong)風(feng)車葉片旋轉，再(zai)透過增速機(ji)將旋轉的(de)速度(du)提(ti)升，來促使發(fa)電(dian)機(ji)發(fa)電(dian)。依據(ju)目(mu)前的(de)風(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)技術，大約是(shi)每秒三(san)公尺的(de)微(wei)風(feng)速度(du)（微(wei)風(feng)的(de)程度(du)），便(bian)可以開始發(fa)電(dian)。

二、風力發電機結構

機艙：機艙包容著風力發(fa)電機的關鍵(jian)設備，包括齒輪箱、發(fa)電機。維(wei)護人員(yuan)可以通過風力發(fa)電機塔進入機艙。機艙左端(duan)是風力發(fa)電機轉(zhuan)子，即轉(zhuan)子葉片及軸(zhou)。

轉子葉片：捉獲(huo)風(feng)，并將(jiang)風(feng)力(li)傳送到轉子軸心。現(xian)代600千瓦(wa)風(feng)力(li)發電(dian)機上(shang)，每個轉子葉片的測(ce)量長(chang)度大約為20米，而且被(bei)設計得(de)很象飛機(ji)的機(ji)翼。

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

低速(su)軸(zhou)：風力發電機的低速(su)軸(zhou)將(jiang)轉子(zi)軸(zhou)心與齒(chi)輪箱連接在一(yi)起。在現代600千瓦風(feng)力發電機(ji)上，轉子轉速相當慢(man)，大約為19至30轉(zhuan)每分鐘。軸中有(you)用于液(ye)壓系(xi)統(tong)的(de)導管，來激發空氣動力閘的(de)運行。

齒輪箱：齒輪箱左邊是低(di)速(su)軸(zhou)，它(ta)可(ke)以(yi)將高(gao)速(su)軸(zhou)的(de)轉速(su)提高(gao)至低(di)速(su)軸(zhou)的(de)50倍。

高(gao)速軸(zhou)及其機械閘：高(gao)速軸(zhou)以(yi)1500轉每分鐘運(yun)轉，并驅(qu)動發電機(ji)。它(ta)裝(zhuang)備有緊急機(ji)械閘，用于空氣動力閘失效時，或風(feng)力發電機(ji)被維修(xiu)時。

發(fa)電(dian)機：通常被稱(cheng)為感應(ying)電(dian)機或異步發(fa)電(dian)機。在現代(dai)風力(li)發(fa)電(dian)機上，最大電(dian)力(li)輸出通常為500至1500千瓦。

偏航裝置：借助電(dian)動機轉動機艙(cang)，以(yi)使轉子正對著(zhu)風(feng)(feng)(feng)。偏航裝置由電(dian)子控制(zhi)器操作，電(dian)子控制(zhi)器可(ke)以(yi)通過風(feng)(feng)(feng)向標來感覺(jue)風(feng)(feng)(feng)向。圖中顯示了風(feng)(feng)(feng)力發(fa)電(dian)機偏航。通常，在風(feng)(feng)(feng)改變其方向時，風(feng)(feng)(feng)力發(fa)電(dian)機一(yi)次只會(hui)偏轉幾度(du)。

電(dian)子控制(zhi)器：包(bao)含一臺(tai)不(bu)斷監控風力發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)狀態的計算(suan)機(ji)，并(bing)控制(zhi)偏航(hang)裝置。為防(fang)止任何(he)故障（即齒(chi)輪箱或發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)的過熱），該控制(zhi)器可以自動(dong)停止風力發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)的轉動(dong)，并(bing)通過電(dian)話調制(zhi)解調器來呼(hu)叫風力發(fa)(fa)(fa)電(dian)機(ji)操作(zuo)員。

液壓系統：用于重(zhong)置風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機的空氣動力(li)閘(zha)。

冷卻(que)元件(jian)：包含(han)一個風扇(shan)，用于冷卻(que)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)。此外(wai)，它包含(han)一個油冷卻(que)元件(jian)，用于冷卻(que)齒輪箱內的油。一些風力發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)具(ju)有水冷發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)。

塔：風力(li)發電機塔載有機艙及轉子。通常高的(de)塔具有優(you)勢，因(yin)為(wei)離(li)地(di)面越(yue)高，風速越(yue)大。現(xian)代(dai)600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它可(ke)(ke)以(yi)為管(guan)狀的塔，也(ye)可(ke)(ke)以(yi)是格子狀的塔。管(guan)狀的塔對于維修人員更為安(an)全，因(yin)為他們可(ke)(ke)以(yi)通(tong)過內(nei)部的梯(ti)子到達(da)塔頂。格狀的塔的優(you)點(dian)在(zai)于它比較便宜。

風(feng)速計及風(feng)向標：用(yong)于測量風(feng)速及風(feng)向

尾舵：常見于水平(ping)軸上風向的(de)小型風力發電機（一般(ban)在10KW及以下(xia)）。位于回(hui)轉體(ti)后方，與回(hui)轉體(ti)相連。主要作用一為調節風(feng)(feng)機轉向，使(shi)風(feng)(feng)機正對風(feng)(feng)向。作用二是在(zai)大風(feng)(feng)風(feng)(feng)況的情況下(xia)使(shi)風(feng)(feng)力(li)機機頭偏離風(feng)(feng)向，以達到(dao)降低轉速，保(bao)護風(feng)(feng)機的作用。

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）籠型異(yi)步(bu)發電機

功率為600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定(ding)子(zi)向電網(wang)輸送不(bu)同(tong)功率(lv)的50Hz交流電(dian)。

2）繞線式雙饋異步發電(dian)機

功率(lv)為(wei)1500kW，定子向電網輸送50Hz交流電(dian)(dian)，轉(zhuan)子(zi)由變頻(pin)器控制(zhi)，向電(dian)(dian)網(wang)間(jian)接輸送 有功(gong)或無功(gong)功(gong)率。

2、同步型

1）永磁同(tong)步發電機

功率為(wei)750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定(ding)子輸出(chu)經(jing)全功率整流(liu)逆變后(hou)向電網輸送50Hz交(jiao)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(zi)輸出經(jing)全功率整流(liu)逆變后向電網輸送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

世界上目前利用最多的形式(shi)，功率最大5MW左右。

2、垂直軸

是一種圓弧(hu)形(xing)雙(shuang)葉(xie)片的結構（Φ型或(huo)稱為達里厄），由于其受(shou)風面(mian)積小，相應的啟動風速較高。