【風(feng)(feng)力發(fa)電機(ji)】風(feng)(feng)力發(fa)電機(ji)原理 風力發電機結構 風力發電機類型

一、風力發電機原理

風力發電機的(de)(de)(de)原(yuan)理(li)，是(shi)(shi)利(li)用風(feng)(feng)力帶動風(feng)(feng)車葉(xie)片(pian)旋轉(zhuan)，再(zai)透過增速(su)機將旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)速(su)度提升，來促使發電(dian)(dian)機發電(dian)(dian)。依(yi)據目(mu)前的(de)(de)(de)風(feng)(feng)力發電(dian)(dian)機技術(shu)，大(da)約(yue)是(shi)(shi)每(mei)秒三(san)公(gong)尺的(de)(de)(de)微(wei)(wei)風(feng)(feng)速(su)度（微(wei)(wei)風(feng)(feng)的(de)(de)(de)程度），便可以(yi)開始發電(dian)(dian)。

二、風力發電機結構

機(ji)(ji)艙(cang)：機(ji)(ji)艙(cang)包(bao)容著風力發電(dian)機(ji)(ji)的關鍵(jian)設備，包(bao)括(kuo)齒輪(lun)箱、發電(dian)機(ji)(ji)。維護人員可以通過風力發電(dian)機(ji)(ji)塔進入機(ji)(ji)艙(cang)。機(ji)(ji)艙(cang)左端(duan)是風力發電(dian)機(ji)(ji)轉子，即(ji)轉子葉片及軸。

轉子(zi)葉片：捉獲風，并將(jiang)風力傳送到轉子(zi)軸(zhou)心。現代600千瓦風(feng)力發電機上(shang)，每個轉子葉片(pian)的測量長度大約(yue)為20米，而且(qie)被設計得(de)很象飛機的(de)機翼。

軸(zhou)(zhou)心：轉子軸(zhou)(zhou)心附(fu)著(zhu)在風力發電機的(de)低速(su)軸(zhou)(zhou)上。

低(di)速軸(zhou)：風力發電機的低(di)速軸(zhou)將轉(zhuan)子(zi)軸(zhou)心與齒輪箱連接在(zai)一起。在(zai)現(xian)代600千瓦風力發電機上，轉子轉速(su)相當慢，大約為(wei)19至(zhi)30轉(zhuan)每(mei)分鐘。軸中有用于液壓系統的導管，來激發空氣動力(li)閘的運行(xing)。

齒(chi)輪箱(xiang)：齒(chi)輪箱(xiang)左邊是低(di)速軸(zhou)，它(ta)可以將高速軸(zhou)的轉速提高至(zhi)低(di)速軸(zhou)的50倍(bei)。

高速(su)(su)軸(zhou)及其機械閘：高速(su)(su)軸(zhou)以1500轉每分鐘運轉，并(bing)驅動發電(dian)(dian)機(ji)(ji)。它(ta)裝備有緊(jin)急(ji)機(ji)(ji)械閘，用于空氣(qi)動力閘失(shi)效時，或風力發電(dian)(dian)機(ji)(ji)被維修時。

發電(dian)機(ji)：通(tong)常被(bei)稱為感(gan)應電(dian)機(ji)或異步發電(dian)機(ji)。在現代風力發電(dian)機(ji)上，最大(da)電(dian)力輸出(chu)通(tong)常為500至(zhi)1500千瓦(wa)。

偏(pian)航裝置(zhi)：借助電(dian)動機轉(zhuan)(zhuan)動機艙，以使轉(zhuan)(zhuan)子正對著(zhu)風。偏(pian)航裝置(zhi)由電(dian)子控制器(qi)(qi)操(cao)作，電(dian)子控制器(qi)(qi)可以通(tong)(tong)過(guo)風向標來感覺風向。圖中顯示(shi)了風力(li)發(fa)電(dian)機偏(pian)航。通(tong)(tong)常，在風改變其方向時，風力(li)發(fa)電(dian)機一次只會偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)幾度。

電(dian)子控制(zhi)器(qi)：包含(han)一臺不(bu)斷監(jian)控風(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)狀態(tai)的計算(suan)機(ji)(ji)，并(bing)控制(zhi)偏航裝置。為防止(zhi)任何故(gu)障（即齒輪箱或發(fa)電(dian)機(ji)(ji)的過熱），該控制(zhi)器(qi)可以自動停止(zhi)風(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)的轉(zhuan)動，并(bing)通過電(dian)話調制(zhi)解調器(qi)來呼叫風(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)操作(zuo)員。

液壓系統(tong)：用于(yu)重置風力發電機的空(kong)氣(qi)動力閘。

冷卻(que)元件：包含一(yi)個風扇，用于冷卻(que)發電(dian)(dian)機。此外，它(ta)包含一(yi)個油冷卻(que)元件，用于冷卻(que)齒輪箱(xiang)內的油。一(yi)些風力發電(dian)(dian)機具有水冷發電(dian)(dian)機。

塔(ta)：風力發電(dian)機塔(ta)載有機艙及(ji)轉子。通常(chang)高(gao)的(de)塔(ta)具有優勢，因為離(li)地面越高(gao)，風速越大。現代600千瓦風汽輪機的塔高為(wei)40至60米。它可以(yi)為管(guan)狀的塔(ta)，也可以(yi)是(shi)格(ge)子狀的塔(ta)。管(guan)狀的塔(ta)對于維修人員更(geng)為安全，因為他們可以(yi)通(tong)過內部的梯子到達塔(ta)頂。格(ge)狀的塔(ta)的優點(dian)在(zai)于它比較便宜。

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

尾(wei)舵：常見于水(shui)平軸上風向(xiang)的(de)小型風力發電機（一般在10KW及以下）。位于回轉(zhuan)體(ti)后方，與回轉(zhuan)體(ti)相(xiang)連。主(zhu)要作(zuo)用一為(wei)調節(jie)風(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)向，使風(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)正對(dui)風(feng)向。作(zuo)用二是在大風(feng)風(feng)況的(de)(de)情況下使風(feng)力(li)機(ji)(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)(ji)頭偏離風(feng)向，以達到降低(di)轉(zhuan)速，保護風(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)作(zuo)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(long)型異步發電機(ji)

功(gong)率為(wei)600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定子向電(dian)網輸(shu)送不同功率的50Hz交(jiao)流電(dian)。

2）繞線式雙(shuang)饋異步發(fa)電機

功率為1500kW，定子(zi)向(xiang)電網(wang)輸送50Hz交流(liu)電，轉(zhuan)子由變頻器控制，向電網(wang)間接輸送 有(you)功(gong)或無功(gong)功(gong)率。

2、同步型

1）永(yong)磁同步發電機

功率(lv)為750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定(ding)子輸出(chu)經全功率整流逆(ni)變(bian)后向(xiang)電網輸送(song)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(shu)出經全功(gong)率整流逆變(bian)后向電網輸(shu)送50Hz交(jiao)流電(dian)。

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(yong)最(zui)多的形式，功率(lv)最(zui)大5MW左右。

2、垂直軸

是一種圓弧形(xing)雙(shuang)葉片的結(jie)構(gou)（Φ型或(huo)稱(cheng)為達(da)里厄），由于其受風面積小，相應的啟動風速較高。