風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電機工作原理及原理圖

　　現代變速雙饋風(fēng)力發(fā)電機的工作原理就是通過(guò)葉輪將風(fēng)能轉變?yōu)闄C械轉距(風(fēng)輪轉動(dòng)慣量),通過(guò)主軸傳動(dòng)鏈,經(jīng)過(guò)齒輪箱增速到異步發(fā)電機的轉速后,通過(guò)勵磁變流器勵磁而將發(fā)電機的定子電能并入電網(wǎng).如果超過(guò)發(fā)電機同步轉速,轉子也處于發(fā)電狀態(tài),通過(guò)變流器向電網(wǎng)饋電.

　　最簡(jiǎn)單的風(fēng)力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構成,立在一定高度的塔干上,這是小型離網(wǎng)風(fēng)機. 最初的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電能隨風(fēng)變化時(shí)有時(shí)無(wú),電壓和頻率不穩定,沒(méi)有實(shí)際應用價(jià)值.為了解決這些問(wèn)題,現代風(fēng)機增加了齒輪箱、偏航系統、液壓系統、剎車(chē)系統和控制系統等.

　　齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪轉速(1500千瓦的風(fēng)機通常為12-22轉/分)變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉速(發(fā)電機同步轉速通常為1500轉/分).同時(shí)也使得發(fā)電機易于控制,實(shí)現穩定的頻率和電壓輸出.偏航系統可以使風(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向.要知道,1500千瓦的風(fēng)機機艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個(gè)系統隨時(shí)對準主風(fēng)向也有相當的技術(shù)難度.

　　風(fēng)機是有許多轉動(dòng)部件的,機艙在水平面旋轉,隨時(shí)偏航對準風(fēng)向;風(fēng)輪沿水平軸旋轉,以便產(chǎn)生動(dòng)力扭距.對變槳矩風(fēng)機,組成風(fēng)輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉,以便適應不同的風(fēng)況而變槳距.在停機時(shí),葉片要順槳,以便形成阻尼剎車(chē).

　　早期采用液壓系統用于調節葉片槳矩(同時(shí)作為阻尼、停機、剎車(chē)等狀態(tài)下使用),現在電變距系統逐步取代液壓變距.

　　就1500千瓦風(fēng)機而言,一般在4米/秒左右的風(fēng)速自動(dòng)啟動(dòng),在13米/秒左右發(fā)出額定功率.然后,隨著(zhù)風(fēng)速的增加,一直控制在額定功率附近發(fā)電,直到風(fēng)速達到25米/秒時(shí)自動(dòng)停機.

　　現代風(fēng)機的設計極限風(fēng)速為60-70米/秒,也就是說(shuō)在這么大的風(fēng)速下風(fēng)機也不會(huì )立即破壞.理論上的12級颶風(fēng),其風(fēng)速范圍也僅為32.7-36.9米/秒.

　　風(fēng)機的控制系統要根據風(fēng)速、風(fēng)向對系統加以控制,在穩定的電壓和頻率下運行,自動(dòng)地并網(wǎng)和脫網(wǎng);同時(shí)*齒輪箱、發(fā)電機的運行溫度,液壓系統的油壓,對出現的任何異常進(jìn)行報警,必要時(shí)自動(dòng)停機,屬于無(wú)人值守獨立發(fā)電系統單元.

　　一種新型的風(fēng)力發(fā)電機原理圖

風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖

　　風(fēng)力發(fā)電機就作為動(dòng)力源可以替代人力畜力，在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

　　風(fēng)力發(fā)電機工作原理：它是將風(fēng)能轉換為機械功的動(dòng)力機械，又稱(chēng)風(fēng)車(chē)。廣義地說(shuō)，它是一種以太陽(yáng)為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應急來(lái)用的話(huà)，還是不如柴油發(fā)電機。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長(cháng)期利用。

　　風(fēng)力發(fā)電機工作原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉，再透過(guò)增速機將旋轉的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機發(fā)電。依據目前的風(fēng)車(chē)技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開(kāi)始發(fā)電。

　　風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題，也不會(huì )產(chǎn)生輻射或空氣污染。

　　風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統效率很高，但它不是只由一個(gè)發(fā)電機頭組成的，而是一個(gè)有一定科技含量的小系統：風(fēng)力發(fā)電機＋充電器＋數字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來(lái)接受風(fēng)力并通過(guò)機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著(zhù)來(lái)風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉體能使機頭靈活地轉動(dòng)以實(shí)現尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生電能。

　　風(fēng)力發(fā)電機因風(fēng)量不穩定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。

　　機械連接與功率傳遞水平軸風(fēng)機槳葉通過(guò)齒輪箱及其高速軸與萬(wàn)能彈性聯(lián)軸節相連,將轉矩傳遞到發(fā)電機的傳動(dòng)軸,此聯(lián)軸節應按具有很好的吸收阻尼和震動(dòng)的特性，表現為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯(lián)軸器可阻止機械裝置的過(guò)載。另一種為直驅型風(fēng)機槳葉不通過(guò)齒輪箱直接與電機相連風(fēng)機電機類(lèi)型。

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，各種新型的風(fēng)力發(fā)電機也相繼被發(fā)明。但是風(fēng)力發(fā)電機工作原理還是如以上所述，只是在此基礎上做了很多的改進(jìn)。關(guān)于這項新能源，相信在以后的發(fā)展中發(fā)展會(huì )更加迅猛。

風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖_1

　　熱心網(wǎng)友：

　　熱心網(wǎng)友：風(fēng)力發(fā)電機=將風(fēng)能-》機械能（葉片的轉動(dòng)，齒輪箱變速）-》電能（發(fā)電機）目前大型風(fēng)機高度在60-120米（中國最高的80米）?主流機型是變速恒頻，即轉子勵磁可以控制。葉片的轉速+轉子勵磁的轉速=發(fā)出的交流電的頻率。故當風(fēng)速變化時(shí)，控制系統控制轉子的勵磁頻率發(fā)生變化，所以發(fā)出來(lái)的交流電的頻率不變。這種風(fēng)力機具體電路是：電網(wǎng)的電通給變頻器，變頻器將電網(wǎng)電變成高壓直流電，在控制系統的控制下，將直流電變?yōu)樗桀l率的交流電，供給發(fā)電機轉子。定子發(fā)出來(lái)的電經(jīng)過(guò)主開(kāi)關(guān)（同步開(kāi)關(guān)）供給變壓器（連接電網(wǎng)）并傳輸。還有定漿距風(fēng)力機（老式）：葉片失速調節，葉片轉速不隨風(fēng)速改變，故不需要變頻器亦能發(fā)出恒定頻率的電?但效率低。目前的研究方向是變速變頻：即葉片隨風(fēng)速發(fā)生變化，發(fā)電機出來(lái)的交流電頻率也變化。風(fēng)電由于風(fēng)的不確定性（風(fēng)速變化），主要難點(diǎn)是解決風(fēng)速變化所引起的發(fā)電機轉速變化帶來(lái)的電的頻率的變化。

　　熱心網(wǎng)友：現代變速雙饋風(fēng)力發(fā)電機的工作原理就是通過(guò)葉輪將風(fēng)能轉變?yōu)闄C械轉距(風(fēng)輪轉動(dòng)慣量),通過(guò)主軸傳動(dòng)鏈,經(jīng)過(guò)齒輪箱增速到異步發(fā)電機的轉速后,通過(guò)勵磁變流器勵磁而將發(fā)電機的定子電能并入電網(wǎng).如果超過(guò)發(fā)電機同步轉速,轉子也處于發(fā)電狀態(tài),通過(guò)變流器向電網(wǎng)饋電. 最簡(jiǎn)單的風(fēng)力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構成,立在一定高度的塔干上,這是小型離網(wǎng)風(fēng)機. 最初的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電能隨風(fēng)變化時(shí)有時(shí)無(wú),電壓和頻率不穩定,沒(méi)有實(shí)際應用價(jià)值.為了解決這些問(wèn)題,現代風(fēng)機增加了齒輪箱、偏航系統、液壓系統、剎車(chē)系統和控制系統等. 齒輪箱可以將很低的風(fēng)輪轉速(1500千瓦的風(fēng)機通常為12-22轉/分)變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉速(發(fā)電機同步轉速通常為1500轉/分).同時(shí)也使得發(fā)電機易于控制,實(shí)現穩定的頻率和電壓輸出.偏航系統可以使風(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向.要知道,1500千瓦的風(fēng)機機艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個(gè)系統隨時(shí)對準主風(fēng)向也有相當的技術(shù)難度. 風(fēng)機是有許多轉動(dòng)部件的,機艙在水平面旋轉,隨時(shí)偏航對準風(fēng)向;風(fēng)輪沿水平軸旋轉,以便產(chǎn)生動(dòng)力扭距.對變槳矩風(fēng)機,組成風(fēng)輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉,以便適應不同的風(fēng)況而變槳距.在停機時(shí),葉片要順槳,以便形成阻尼剎車(chē). 早期采用液壓系統用于調節葉片槳矩(同時(shí)作為阻尼、停機、剎車(chē)等狀態(tài)下使用),現在電變距系統逐步取代液壓變距. 就1500千瓦風(fēng)機而言,一般在4米/秒左右的風(fēng)速自動(dòng)啟動(dòng),在13米/秒左右發(fā)出額定功率.然后,隨著(zhù)風(fēng)速的增加,一直控制在額定功率附近發(fā)電,直到風(fēng)速達到25米/秒時(shí)自動(dòng)停機. 現代風(fēng)機的設計極限風(fēng)速為60-70米/秒,也就是說(shuō)在這么大的風(fēng)速下風(fēng)機也不會(huì )立即破壞.理論上的12級颶風(fēng),其風(fēng)速范圍也僅為32.7-36.9米/秒. 風(fēng)機的控制系統要根據風(fēng)速、風(fēng)向對系統加以控制,在穩定的電壓和頻率下運行,自動(dòng)地并網(wǎng)和脫網(wǎng);同時(shí)*齒輪箱、發(fā)電機的運行溫度,液壓系統的油壓,對出現的任何異常進(jìn)行報警,必要時(shí)自動(dòng)停機,屬于無(wú)人值守獨立發(fā)電系統單元.

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風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電機最基本結構和原理.ppt

　　鼠籠式異步電機轉子 轉子繞組由鐵芯槽內的導條和兩端的端環(huán)構成若干自閉合的回路。 工作時(shí)轉子繞組內電流是通過(guò)電磁感應產(chǎn)生的。 繞線(xiàn)式異步電機轉子 轉子繞組特點(diǎn)：繞線(xiàn)式異步電機轉子繞組與定子繞組一樣，按三相交流繞組規律嵌放在轉子鐵芯槽內。三相繞組的尾端一般在內部星接，首端通過(guò)滑環(huán)、電刷引到接線(xiàn)端子上。從而可以和外部裝置進(jìn)行連接。 繞線(xiàn)式異步電機轉子繞組接法 三相繞組首端直接短接，形成閉合回路。 三相繞組首端接三相可調電阻后再接到一起，可以改善異步電動(dòng)機的起動(dòng)和調速性能。 通過(guò)變頻裝置再與電網(wǎng)相接，即異步電動(dòng)機串級調速。 通過(guò)變頻裝置再與電網(wǎng)相接，即雙饋異步發(fā)電機。 異步電動(dòng)機的工作原理 異步電動(dòng)機定子繞組接通三相交流電源。 三相對稱(chēng)繞組通入三相對稱(chēng)交流電流產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)。 轉子側物理狀況 轉子繞組切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，由于轉子繞組是自閉合的回路，因此繞組內形成感應電流。載流的轉子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，形成一個(gè)與磁場(chǎng)方向相同的電磁轉矩，驅動(dòng)轉子繞軸旋轉。 異步電動(dòng)機工作原理 定子繞組接交流電源，三相對稱(chēng)繞組流過(guò)三相對稱(chēng)交流電流產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)。 轉子繞組切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，由于轉子繞組是自閉合的回路，因此繞組內形成感應電流。 載流的轉子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，形成一個(gè)與磁場(chǎng)方向相同的電磁轉矩，驅動(dòng)轉子繞軸旋轉。 電動(dòng)機軸上聯(lián)結機械負載，則異步電動(dòng)機定子繞組從電網(wǎng)吸收電能，轉換成從軸上輸出的機械能。 電生磁，磁生電，轉子受力跟著(zhù)轉。 “異步”、“感應” 轉子轉速n始終與磁場(chǎng)轉速n1存在差異。如果n=n1，則轉子繞組中不再感應電流，也就沒(méi)有電磁轉矩產(chǎn)生，異步電機無(wú)法實(shí)現能量的轉換則不能正常工作。 轉差率s 轉差率s： 又稱(chēng)滑差率。 異步發(fā)電機工作原理 如果原動(dòng)機驅動(dòng)轉子，使轉子轉速n超過(guò)磁場(chǎng)轉速n1，即n>n1，則轉子繞組中感應電動(dòng)勢和感應電流的方向改變，定子繞組有功電流方向也改變。電磁轉矩與轉子轉向相反為制動(dòng)性質(zhì)，原動(dòng)機克服電磁轉矩做功，電機定子繞組向電網(wǎng)輸出電能。 異步電動(dòng)機和異步發(fā)電機比較 異步電動(dòng)機：0s>0，電磁轉矩為驅動(dòng)性質(zhì)，電機從電網(wǎng)輸入電功率，從軸上輸出機械功率。 異步發(fā)電機：n>n1，s<0，電磁轉矩為制動(dòng)性質(zhì)，電機從軸上輸入機械功率，向電網(wǎng)輸出電功率。 第五節 雙饋異步電機基本原理 異步電機定子側頻率f1與轉子側頻率f2 定子側頻率為f1。（50Hz，或記為f）。 轉子側頻率為f2。f2=sf1。 即：轉子轉速越接近磁場(chǎng)轉速，轉子繞組交鏈的磁通變化速度越小，頻率就越低。 風(fēng)力發(fā)電機基本結構和原理 2012、2 第一節 概述 風(fēng)力機械及風(fēng)力發(fā)電 風(fēng)力機械是蒸汽機出現之前動(dòng)力機械的一大支柱。 新能源、新機械的出現使風(fēng)力機械漸漸被淘汰。 19世紀末開(kāi)始利用風(fēng)力發(fā)電。 20世紀70年代以后風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段。 風(fēng)力發(fā)電系統的構成及運行方式 獨立運行 并網(wǎng)運行 風(fēng)力-柴油發(fā)電機聯(lián)合運行 風(fēng)力-太陽(yáng)光發(fā)電聯(lián)合運行 風(fēng)力發(fā)電機組 風(fēng)輪。 傳動(dòng)、控制裝置。 塔架。 風(fēng)力發(fā)電機。 電氣系統。 同力發(fā)電機的類(lèi)型 直流發(fā)電機。 同步發(fā)電機。 異步發(fā)電機。 雙饋發(fā)電機：屬于異步發(fā)電機的一種。 第二節 基礎知識和基本原理 電磁三大定律 安培環(huán)路定律。（動(dòng)電生磁原理）。 電磁感應定律。（動(dòng)磁生電原理）。 電磁力定律。（磁、電生力原理）。 安培環(huán)路定律（動(dòng)電生磁） 定性、定量闡述了磁場(chǎng)與電流的本質(zhì)關(guān)系。 右手螺旋定則：通電的導體產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)方向可用右手螺旋定則判定。 情形一：直導線(xiàn)通入電流。右手握住導線(xiàn)，拇指指向電流方向，則四指環(huán)繞的方向就是磁感線(xiàn)方向。 情形二：螺旋線(xiàn)管通入電流。右手握住螺線(xiàn)管，四指指向電流方向，則拇指指向就是螺線(xiàn)管內部的磁感線(xiàn)方向。即拇指指向螺線(xiàn)管的N極。 電磁感應定律（動(dòng)磁生電） 一個(gè)線(xiàn)圈，不管什么原因，只要與它相交鏈的磁通量發(fā)生變化，則線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢。感應電動(dòng)勢的大小與線(xiàn)圈匝數成正比、與磁通的變化率成正比。感應電動(dòng)勢的方向用“楞次定律”判定，即感應電動(dòng)勢的方向總是試圖阻止磁通的變化。 即： 另一種表達形式：切割磁感線(xiàn)的導體感應出電動(dòng)勢。 電磁感應定律（動(dòng)磁生電） 電磁感應定律：切割磁感線(xiàn)的導體感應出電動(dòng)勢，感應電動(dòng)勢的大小與磁通密度B、導體長(cháng)度L、相對運動(dòng)速度v的乘積成正比，即E=BLv。感應電動(dòng)勢的方向用右手定則判定。 右手定則：伸出右手，拇指與四指垂直，讓磁力線(xiàn)穿入手心、拇指的方向指向導體相對運動(dòng)方向，則四指的指向就是感應電動(dòng)勢的方向。 電磁力定律（磁、電生力） 電磁力定律：通電的導體在磁場(chǎng)中受到力的作用，電磁力的大小與磁通密度B、導體長(cháng)度L、電流I的乘積

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