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第四讲风力发电机的结构与分类风力发电机是一种将风能转化为电能的设备。
其结构主要包括风轮、传动系统和发电机组成。
根据风轮的类型和形状不同，风力发电机可分为垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机两大类。
垂直轴风力发电机一般由多个垂直排列的叶片组成，风轮呈直立状态，因此也被称为直立式风力发电机。
其特点是风向变化时，无需对风轮进行调整，能够自动跟踪风向。
垂直轴风力发电机的结构相对简单，容易安装和维护，适用于各种风向的地区。
但由于叶片受风阻力较大，垂直轴风力发电机的效率相对较低，发电能力也较小。
水平轴风力发电机是目前应用较广泛的一种风力发电机。
其风轮呈水平放置状态，由三个或更多的叶片组成。
风向变化时，需要通过转动整个风力发电机来调整风轮朝向。
水平轴风力发电机的结构复杂，需要配备风向传感器和伺服系统来实现风向调整。
但由于叶片在运动过程中受风力影响较小，水平轴风力发电机具有较高的效率和发电能力。
根据风力发电机的功率大小，还可以将其分为小型风力发电机和大型风力发电机。
小型风力发电机一般功率在几千瓦到几十千瓦之间，适用于家庭、农村、岛屿等地区的独立供电。
大型风力发电机功率通常在数百千瓦到数百兆瓦之间，主要用于商业发电和集中式电网供电。
除了以上常见的结构和分类外，风力发电机还可以根据其叶片形状、叶片材料等因素进行细分。
例如，叶片形状可以分为直线型、弯曲型、扇形等。
不同的叶片形状对风力发电机的效率和风能捕捉能力有着重要影响。
叶片材料通常选用玻璃纤维增强塑料、复合材料等，以提高叶片的强度和耐腐蚀能力。
总而言之，风力发电机是一种将风能转化为电能的设备，其结构主要包括风轮、传动系统和发电机。
根据风轮的类型和形状不同，风力发电机可分为垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机。
根据功率大小，可将其分为小型风力发电机和大型风力发电机。
此外，还可以根据叶片形状、材料等因素进行进一步细分。
风力发电机的分类和结构多样化，能够适应不同环境和需求。
图121水平轴风力机a )高速风力机b )低速风力机风能是我国目前开发利用比较成熟的一种新能源,风电事业正在我国蓬勃发展。
为了帮助读者了解风力发电知识,我们请长期从事风力发电研究工作的中国科学院电工研究所倪受元研究员撰写了《风力发电》讲座,以飨读者。
———编者风力发电讲座第一讲风力机的类型与结构倪受元从能量转换的角度看,风力发电机组由两大部分组成。
其一是风力机,它的功能是将风能转换为机械能;其二是发电机,它的功能是将机械能转换为电能。
本讲首先介绍风力机的类型和结构。
1风力机的类型风力机的种类和式样很多,难以一一尽述。
但由于风力机将风能转变为机械能的主要部件是受风力作用而旋转的风轮,因此,风力机依风轮的结构及其在气流中的位置大体上可分为两大类:一类为水平轴风力机,一类为垂直轴风力机。
111水平轴风力机水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴旋转,工作时,风轮的旋转平面与风向垂直,如图121所示。
风轮上的叶片是径向安置的,与旋转轴相垂直,并与风轮的旋转平面成一角度φ(安装角)。
风轮叶片数目的多少,视风力机的用途而定。
用于风力发电的风力机一般叶片数取1～4(大多为2片或3片),而用于风力提水的风力机一般取叶片数12～24。
叶片数多的风力机通常称为低速风力机,它在低速运行时,有较高的风能利用系数和较大的转矩。
它的起动力矩大,起动风速低,因而适用于提水。
叶片数少的风力机通常称为高速风力机,它在高速运行时有较高的风能利用系数,但起动风速较高。
由于其叶片数很少,在输出同样功率的条件下比低速风轮要轻得多,因此适用于发电。
水平轴风力机随风轮与塔架相对位置的不同而有上风向与下风向之分。
风轮在塔架的前面迎风旋转,叫做上风向风力机。
风轮安装在塔架的下风位置的,则称为下风向风力机。
上风向风力机必须有某种调图123达里厄风力机的风轮结构图122垂直轴风力机a )S 型风轮b )达里厄型风力机向装置来保持风轮迎风。
而下风向风力机则能够自动对准风向,从而免除了调向装置。
