風(fēng)力發(fā)電機的原理和構造：3D動(dòng)畫(huà)演示風(fēng)力發(fā)電機組的結構及其工作原理，漲知識了

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　　風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉換為機械功的動(dòng)力機械，又稱(chēng)風(fēng)車(chē)。廣義的說(shuō)，它是一種以太陽(yáng)微熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電機。風(fēng)力發(fā)電機利用的是自然能源，相對柴油發(fā)電要好得多。但若應急來(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。

　　一、風(fēng)力發(fā)電機的基本結構

　　風(fēng)力發(fā)電機組是由風(fēng)輪、傳動(dòng)系統、偏航系統、液壓系統、制動(dòng)系統、發(fā)電機、控制與安全系統、機艙、塔架和基礎等組成。

　　各主要組成部分功能簡(jiǎn)述如下：

　?。?）葉片 葉片是吸收風(fēng)能的單元，用于將空氣的動(dòng)能轉換為葉輪轉動(dòng)的機械能。

　?。?）變漿系統 變漿系統通過(guò)改變葉片的槳距角，使葉片在不同風(fēng)速時(shí)處于最佳的吸收風(fēng)能的狀態(tài)，當風(fēng)速超過(guò)切出風(fēng)速時(shí)，使葉片順槳剎車(chē)。

　?。?）齒輪箱 齒輪箱是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機，并使其得到相應的轉速。

　?。?）發(fā)電機 發(fā)電機是將葉輪轉動(dòng)的機械動(dòng)能轉換為電能的部件。轉子與變頻器連接，可向轉子回路提供可調頻率的電壓，(金屬加工真不錯)輸出轉速可以在同步轉速±30%范圍內調節。

　?。?）偏航系統 偏航系統采用主動(dòng)對風(fēng)齒輪驅動(dòng)形式，與控制系統相配合，使葉輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài)，充分利用風(fēng)能，提高發(fā)電效率。同時(shí)提供必要的鎖緊力矩，以保障機組安全運行。

　?。?）輪轂系統 輪轂的作用是將葉片固定在一起，并且承受葉片上傳遞的各種載荷，然后傳遞到發(fā)電機轉動(dòng)軸上。輪轂結構是3個(gè)放射形喇叭口擬合在一起的。

　?。?）底座總成 底座總成主要有底座、下平臺總成、內平臺總成、機艙梯子等組成。通過(guò)偏航軸承與塔架相連，并通過(guò)偏航系統帶動(dòng)機艙總成、發(fā)電機總成、變漿系統總成。

　　二、風(fēng)力發(fā)電機的工作原理

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，風(fēng)力發(fā)電機的工作原理是通過(guò)風(fēng)力推動(dòng)葉輪旋轉，再通過(guò)傳動(dòng)系統增速來(lái)達到發(fā)電機的轉速后來(lái)驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電，(金屬加工真不錯)有效的將風(fēng)能轉化成電能。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。

　　大型與電網(wǎng)接駁的風(fēng)力發(fā)電機的最常見(jiàn)的結構是橫軸式三葉片風(fēng)輪，并安裝在直立管狀塔桿上風(fēng)輪葉片由復合材料制造。不像小型風(fēng)力發(fā)電機，大型風(fēng)電機的風(fēng)輪轉動(dòng)相當慢。比較簡(jiǎn)單的風(fēng)力發(fā)電機是采用固定速度的。通常采用兩個(gè)不同的速度-在弱風(fēng)下用低速和在強風(fēng)下用高速。這些定速風(fēng)電機的感應式異步發(fā)電機能夠直接發(fā)產(chǎn)生電網(wǎng)頻率的交流電。

　　比較新型的設計一般是可變速的（比如V52-850千瓦風(fēng)電機轉速為每分鐘14轉到每分鐘31.4轉）。利用可變速操作，風(fēng)輪的空氣動(dòng)力效率可以得到改善，從而提取更多的能量，而且在弱風(fēng)情況下噪音更低。因此，變速的風(fēng)電機設計比起定速風(fēng)電機，越來(lái)越受歡迎。

　　機艙上安裝的感測器探測風(fēng)向，透過(guò)轉向機械裝置令機艙和風(fēng)輪自動(dòng)轉向，面向來(lái)風(fēng)，(金屬加工真不錯)風(fēng)輪的旋轉運動(dòng)通過(guò)齒輪變速箱傳送到機艙內的發(fā)電機（如果沒(méi)有齒輪變速箱則直接傳送到發(fā)電機）。

　　所有風(fēng)力發(fā)電機的功率輸出是隨著(zhù)風(fēng)力而變的。強風(fēng)下最常見(jiàn)的兩種限制功率輸出的方法（從而限制風(fēng)輪所承受壓力）是失速調節和斜角調節。使用失速調節的風(fēng)電機，超過(guò)額定風(fēng)速的強風(fēng)會(huì )導致通過(guò)葉片的氣流產(chǎn)生擾流，令風(fēng)輪失速。當風(fēng)力過(guò)強時(shí)，業(yè)片尾部制動(dòng)裝置會(huì )動(dòng)作，令風(fēng)輪剎車(chē)。使用斜角調節的風(fēng)電機，每片葉片能夠以縱向為軸而旋轉，葉片角度隨著(zhù)風(fēng)速不同而轉變，從而改變風(fēng)輪的空氣動(dòng)力性能。當風(fēng)力過(guò)強時(shí)，葉片轉動(dòng)至迎氣邊緣面向來(lái)風(fēng)，從而令風(fēng)輪剎車(chē)。

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風(fēng)力發(fā)電機的原理和構造：簡(jiǎn)單易懂！風(fēng)力發(fā)電機原理及結構知識介紹

　　風(fēng)力發(fā)電機發(fā)展歷史淵源于1891年,丹麥人PoulLaCour首個(gè)制造了用來(lái)發(fā)電的風(fēng)車(chē)。1941-42丹麥的F.L.Smidth公司建造的風(fēng)車(chē)可以看成世界現代風(fēng)車(chē)的前身，至今已有3000年的歷史。

　　一、什么是風(fēng)力發(fā)電機

　　風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉換為機械功，機械功帶動(dòng)轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。風(fēng)力發(fā)電機一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。

　　二、風(fēng)力發(fā)電機原理

　　風(fēng)力發(fā)電的原理，是將風(fēng)能轉換為機械能，機械能轉換為電能的電力設備。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。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。

　　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。

　　三、風(fēng)力發(fā)電機構造

　　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。

　　機艙：機艙包容著(zhù)風(fēng)力發(fā)電機的關(guān)鍵設備，包括齒輪箱、發(fā)電機。維護人員可以通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機塔進(jìn)入機艙。機艙左端是風(fēng)力發(fā)電機轉子，即轉子葉片及軸。

　　轉子葉片：捉獲風(fēng)，并將風(fēng)力傳送到轉子軸心。

　　軸心：轉子軸心附著(zhù)在風(fēng)力發(fā)電機的低速軸上。

　　低速軸：風(fēng)力發(fā)電機的低速軸將轉子軸心與齒輪箱連接在一起。

　　齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉速提高至低速軸的50倍。

　　高速軸及其機械閘：高速軸以1500轉每分鐘運轉，并驅動(dòng)發(fā)電機。它裝備有緊急機械閘，用于空氣動(dòng)力閘失效時(shí)，或風(fēng)力發(fā)電機被維修時(shí)。

　　發(fā)電機：通常被稱(chēng)為感應電機或異步發(fā)電機。

　　偏航裝置：借助電動(dòng)機轉動(dòng)機艙，以使轉子正對著(zhù)風(fēng)。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過(guò)風(fēng)向標來(lái)感覺(jué)風(fēng)向。

　　電子控制器：包含一臺不斷監控風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)的計算機，并控制偏航裝置。為防止任何故障（即齒輪箱或發(fā)電機的過(guò)熱），該控制器可以自動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機的轉動(dòng)，并通過(guò)電話(huà)調制解調器來(lái)呼叫風(fēng)力發(fā)電機操作員。

　　液壓系統：用于重置風(fēng)力發(fā)電機的空氣動(dòng)力閘。

　　冷卻元件：包含一個(gè)風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)電機。此外，它包含一個(gè)油冷卻元件，用于冷卻齒輪箱內的油。一些風(fēng)力發(fā)電機具有水冷發(fā)電機。

　　塔：風(fēng)力發(fā)電機塔載有機艙及轉子。通常高的塔具有優(yōu)勢，因為離地面越高，風(fēng)速越大。

　　風(fēng)速計及風(fēng)向標：用于測量風(fēng)速及風(fēng)向

　　尾舵：常見(jiàn)于水平軸上風(fēng)向的小型風(fēng)力發(fā)電機（一般在10KW及以下）。位于回轉體后方，與回轉體相連。主要作用一為調節風(fēng)機轉向，使風(fēng)機正對風(fēng)向。作用二是在錦工風(fēng)況的情況下使風(fēng)力機機頭偏離風(fēng)向，以達到降低轉速，保護風(fēng)機的作用。

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風(fēng)力發(fā)電機的原理和構造：風(fēng)力發(fā)電機構造及原理培訓.ppt

　　* 風(fēng)力機控制系統 * 主控系統：主控系統是風(fēng)機控制系統的主體，它實(shí)現自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調向、自動(dòng)調速、自動(dòng)并網(wǎng)、自動(dòng)解列、故障自動(dòng)停機、自動(dòng)電纜解繞及自動(dòng)記錄與監控等重要控制、保護功能。 對外的三個(gè)主要接口系統就是監控系統、變槳控制系統以及變頻系統（變頻器），它與監控系統接口完成風(fēng)機實(shí)時(shí)數據及統計數據的交換，與變槳控制系統接口完成對葉片的控制，實(shí)現最錦工能捕獲以及恒速運行，與變頻系統（變頻器）接口實(shí)現對有功功率以及無(wú)功功率的自動(dòng)調節。 主控制系統 * * 變槳控制系統：控制時(shí)一般都以發(fā)電機額定功率或轉子轉速為界，即當發(fā)電機輸出功率（轉速）低于額定值時(shí)，進(jìn)行變速恒頻控制，最大捕獲風(fēng)能；而當輸出功率（轉速）高于額定值時(shí)，進(jìn)行變槳距控制，維持發(fā)電機功率在額定值附近。要實(shí)現真正的獨立變槳,輸入變量包括槳葉節距角變化和風(fēng)速，以及每個(gè)槳葉受力等,實(shí)現多變量控制。 * 液壓變槳 系統組成： 油箱、液壓動(dòng)力泵、動(dòng)力單元蓄壓器、液壓管路、旋轉接頭、變槳系統蓄壓器以及三套獨立的變槳裝置 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積小、重量輕、扭矩大無(wú)需變速機構，在失電時(shí)將蓄壓器作為備用動(dòng)力源對槳葉進(jìn)行順槳作業(yè)；增容便捷。 缺點(diǎn)：漏油，對環(huán)境要求較高（溫度） * 原理 液壓變槳 ?變槳距伺服控制系統的原理圖如圖1所示。變槳距控制系統由信號給定、比較器、位置（槳距）控制器、速率控制器、D/A轉換器、執行機構和反饋回路組成。 * 電動(dòng)變槳 驅動(dòng)器、編碼器、限位開(kāi)關(guān)、電池（超級電容） * 偏航系統 * 偏航系統組成部件 * 偏航系統組成部件 * 偏航系統組成部件 * 偏航系統組成部件 * * C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 產(chǎn)品技術(shù)基礎培訓之 風(fēng)力發(fā)電機組工作原理基礎 江蘇華創(chuàng )光電科技有限公司 * 目錄 風(fēng)力發(fā)電背景 風(fēng)電機組的工作原理 風(fēng)電機組的結構 風(fēng)電機組控制系統 風(fēng)力發(fā)電背景 * 一、化石能源枯竭 全球能源形勢 礦物燃料消耗過(guò)度 環(huán)境壓力日益嚴重 每年消耗56億噸煤 25億噸石油 至2030年二氧化碳排放上漲50%，每年420多億噸 石油價(jià)格波動(dòng)，煤炭?jì)r(jià)格持續上漲 煤炭150年，石油80年枯竭 能源安全受到挑戰 * 二、碳排放和溫室效應 各種全球變暖背景下的極端氣候影響在世界各國頻頻上演，暴雪、颶風(fēng)、洪水、干旱……全球氣候變暖還引起冰川崩塌消融、海平面上升、糧食減產(chǎn)、物種滅絕……全球氣候變化是由化石燃料燃燒排放大量溫室氣體而造成的。 化石燃料占二氧化碳排放量比重 化石能源 2006二氧化碳排放量 Mt 2008二氧化碳排放量 Mt 百分比 煤 8336 8672 73.5% 石油 882 859 7.2% 燃氣 2217 2320 19.6% 總量 11435 11851 100% 世界能源利用發(fā)展趨勢從依賴(lài)常規化石能源如石油、煤、天然氣）轉向充分利用可再生能源（風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等）。其中風(fēng)電可以減少溫室氣體排放，平均每提供100萬(wàn)千瓦時(shí)的電量，可以減少600噸二氧化碳排放量。 2009年，全球二氧化碳含量由于風(fēng)能的應用減少了228.7Mt，相當于全年因發(fā)電而產(chǎn)生的二氧化碳總量的1.93%。 特點(diǎn)： 風(fēng)能是一種取之不盡用之不竭的能源 利用風(fēng)能可以在相對短的時(shí)間內產(chǎn)出大量電能? 風(fēng)能是一種不產(chǎn)生二氧化碳的能源形式，有利于減少溫室氣體的排放 * 風(fēng)能是地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。由于地面各處受太陽(yáng)輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起大氣層中壓力分布不均，在水平方向高壓空氣向低壓地區流動(dòng)，即形成風(fēng)。 風(fēng)能作為一種高效清潔的永不枯竭的能源正受到越來(lái)越多國家的高度重視。 全球的風(fēng)能約為2.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW，是全球可開(kāi)發(fā)利用水能資源總量的10多倍，相當于10800億噸標準煤產(chǎn)生的能量，約是全世界目前能源消費量的100倍。 * 風(fēng)能 * 目錄 風(fēng)力發(fā)電背景 風(fēng)電機組的工作原理 風(fēng)電機組的結構 風(fēng)電機組控制系統 風(fēng)電機組的工作原理和結構 風(fēng)

風(fēng)力發(fā)電機的原理和構造：風(fēng)力發(fā)電機的原理和結構

　　風(fēng)力發(fā)電機有著(zhù)悠久的發(fā)展歷史。它將風(fēng)能轉化為機械功，驅動(dòng)轉子旋轉，輸出交流電給設備。風(fēng)力發(fā)電機一般由風(fēng)輪、發(fā)電機、方向調節器、塔架、限速安全機構和儲能裝置組成。

　　風(fēng)力發(fā)電機是一種以太陽(yáng)為熱源，大氣為工質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機；它是一種利用風(fēng)來(lái)帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉，然后通過(guò)增速器來(lái)加速轉速，促使發(fā)電機發(fā)電的裝置。

　　由于風(fēng)量不穩定，風(fēng)力發(fā)電機輸出的是13~25V交流電，必須經(jīng)過(guò)充電器整流，然后給蓄電池充電，這樣風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能就可以變成化學(xué)能。然后利用帶保護電路的逆變電源將電池中的化學(xué)能轉換成交流220V市電，保證穩定使用。

　　機艙包含風(fēng)力發(fā)電機的關(guān)鍵設備，包括齒輪箱和發(fā)電機。維修人員可以通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機塔架進(jìn)入機艙。機艙的左端是風(fēng)力發(fā)電機的轉子，即轉子葉片和軸。轉子葉片用于捕捉風(fēng)并將其傳遞給轉子軸。

　　轉子軸連接到風(fēng)力發(fā)電機的低速軸上，風(fēng)力發(fā)電機將轉子軸與齒輪箱連接起來(lái)。變速箱左側是低速軸，可以將高速軸的轉速提高到低速軸的50倍；而高速軸以1500轉/分的速度運轉并驅動(dòng)發(fā)電機，發(fā)電機配備有緊急機械制動(dòng)器，用于空氣動(dòng)力制動(dòng)器的故障或風(fēng)力發(fā)電機的維護。

　　風(fēng)力發(fā)電機的運行狀態(tài)需要由設備來(lái)監控。電子控制器起著(zhù)這樣的作用。為了防止任何故障，控制器可以自動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機的旋轉，并通過(guò)電話(huà)調制解調器呼叫風(fēng)力發(fā)電機操作員。

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