风力发电机分类及特点

风力发电机的分类总结随着环保意识的不断提高，人们对可再生能源的需求也日益增加，风力发电作为可再生能源中的一种，正受到越来越多的关注与研究。

在风力发电的核心部件中，风力发电机起着至关重要的作用，不同类型的风力发电机也各具特点，本文将对风力发电机的分类作出总结。

1.风轮式发电机风轮式发电机是风力发电机中最常见的一种，主要是通过风轮将风的动能转换成机械能，从而驱动发电机发电。

风轮式发电机可以进一步分为两种类型：水平轴和垂直轴。

水平轴风轮式发电机的主轴安装在地面水平方向上，风轮则安装在轴的上方，垂直轴风轮式发电机则是主轴和风轮都在垂直方向上。

前者具有转速高、功率大等特点，而后者则具有耐风性强、适用范围广等优势。

2.柔性摆臂式风力发电机柔性摆臂式风力发电机是利用风能的背景下发展起来的创新型风力发电技术，它可以在低风速的情况下获得更高的效率。

柔性摆臂式风力发电机使用了独特的柔性摆臂设计，使得每个摆臂能够自由活动，从而最大程度地捕捉到风的能量，从而达到更高的效率。

该技术目前正处于实验研究阶段，但相信未来在风力发电的市场应用中将会有重要的地位。

3.桁架式风力发电机桁架式风力发电机是利用桁架牵引运动的原理来捕捉风能，其外形比较特殊，由于其设计的特殊性，可以在大风、台风等恶劣天气下依然保持安全、稳定的状态。

对于风力发电机而言，长时间的稳定发电是至关重要的，而桁架式风力发电机正是解决了这个问题。

4.喷气式风力发电机喷气式风力发电机是一种比较新颖的风力发电技术，它采用了长方体的设计，内部设有马达和喷射器，可以将风能转化为气压能，并进一步转化为机械能、电能。

该技术具有较高的效率，能够更好地获得平稳的发电量，适合应用于各种不同的风速环境。

除了以上几种类型的风力发电机外，还有一些比较小众的技术，比如带有大型水箱的垂直轴风力发电机、划船式风力发电机等，这些技术虽然规模较小，但从实用性和创新性来讲也不容忽视。

总的来说，不同类型的风力发电机在实际使用中各有特点，而未来风力发电技术的发展也将会有更加创新性、高效率的发展趋势。

风力发电机组按运行方式可以分为恒速恒频（Constant Speed Constant Frequency，简称CSCF）风力发电机组和变速恒频（Variable Speed Constant Frequency，简称VSCF）风力发电机组两大类。

当风力发电机组与电网并联时，要求风力发电机的频率与电网频率保持一致，这便是恒频的含义。

下面分别介绍恒速恒频和变速恒频风力发电机组。

1 恒速恒频风力发电机组恒速恒频风力发电系统的基本结构如下图所示：图1 恒速鼠笼异步风力发电系统可以看出，这里采用的是异步电动机，也正是基于此，恒速恒频风力发电系统也称作异步风力发电系统。

异步发电机尽管带一定滑差运行，但在实际运行中滑差s是很小的，不仅输出频率变化较小，而且叶片转速变化范围也很小，看上去似乎是在“恒速”，故称之为恒速恒频。

就风力机的调节方式而言，恒速恒频风力发电系统又分为定桨距失速调节型和变桨距调节型两种。

1.1 定桨距失速调节型风力发电机组定桨距是指桨叶与轮毅之间是固定连接，即当风速变化时，桨叶的迎风角不能随之变化。

失速调节是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高十额定风速时，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。

定桨距失速调节型风力发电机组的优点是失速调节简单，运行可靠性高，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制，使控制系统大为减化。

其缺点是机组的整体效率较低，对电网影响大，常发生过发电现象，加速机组的疲劳损坏。

目前这种机组在欧美国家已经停产，但是在中国还有一定需求。

1.2 变桨距型风力发电机组变桨距是指风机的控制系统可以根据风速的变化，通过桨距调节机构，改变其桨距角的大小以调整输出电功率，以便更有效地利用风能。

其工作特性为：在额定风速以下时，桨距角保持零度附近，可认为等同十定桨距风力发电机，发电机的输出功率随风速的变化而变化；当风速达到额定风速以上时，变桨距机构发挥作用，调整桨距角，保证发电机的输出功率在允许的范围内。

风力发电机组的分类介绍风力发电机一般按风轮轴安装形式、功率控制方式、风轮转速调节、主传动驱动方式等进行分类。

1、风轮轴安装形式按照风轮轴安装形式可分为水平轴风力机和垂直轴风力机。

（1）水平轴风力机风轮的旋转轴线与风向平行。

水平轴风力机必须具有对风装置，跟随风向的变化而转动，以便吸收来自各个方向的风能。

对于小型风力机，这种对风装置常采用尾舵，而对于大型风力机，则利用风向传感器测量风向，经微处理器调整后控制偏航系统进行对风。

水平轴风力机按照风轮相对于塔架的位置可分为上风向风力机和下风向风力机。

风轮位于塔架前面的为上风向风力机，风轮位于塔架后面的为下风向风力机。

目前风电场采用并网型风力发电机组多为上风向水平轴风力机。

（2）垂直轴风力机风轮的旋转轴线垂直于地面或气流方向。

垂直轴风力机能吸收来自各个方向的风能，无需对风装置，这是相对于水平轴风力机的一大优点，并且传动装置和发电设备均安装在地面，便于维护；但是受叶片制造工艺的限制及拉线式塔架占用大量土地面积等因素，垂直轴风力机一直未得到发展。

2、功率控制方式按照功率控制方式可分为定桨距风力机、变桨距风力机和主动失速风力机。

（1）定桨距风力机叶片与轮毂固定连接。

在风轮转速恒定的条件下，风速增加超过额定风速时，随着叶片攻角的增加，气流与叶片表面分离，叶片将处于失速状态，叶片吸收的风能不但不会增加，反而有所下降，以确保风轮输出功率在额定范围以内。

定桨距风力机的特点：结构简单不需要变桨机构，同时控制系统也较简单。

但风轮吸收风能的效率较低，特别在风速超过额定风速后，由于叶片的失速作用，输出功率还会有所下降；机组承受的载荷大；机组重量比同类型变桨距风力机重。

（2）变桨距风力机叶片与轮毂通过变桨轴承连接，可以通过变桨系统控制叶片的安装角。

当风速低于额定风速时，保证叶片在最佳攻角状态，以获得最大风能；当风速超过额定风速后，变桨系统减小叶片的攻角，保证输出功率在额定范围内。

变桨距风力机的特点：结构复杂，需要增加变桨轴承和一套变桨驱动装置，同时控制系统也变得很复杂。

o根据风力发电机旋转轴的区别，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

1、水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。

2、垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。

垂直轴风力发电机目前占市场主流的是水平轴风力发电机，平时说的风力发电机通常也是指水平轴风力发电机。

目前水平轴风力发电机的功率最大已经做到了5wm左右。

垂直轴风力发电机虽然最早被人类利用，但是用来发电还是近10多年的事。

与传统的水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机具有不用对风向，转速低，无噪音等优点，但同时也存在起动风速高，结构复杂等缺点，这都制约了垂直轴风力发电机的应用。

根据定桨矩失速型风机和变速恒频变桨矩风机的特点,国内目前装机的电机一般分为二类:1、异步型（1）笼型异步发电机；功率为600/125kW750kW 800kW 1250180kW定子向电网输送不同功率的50Hz交流电;（2）绕线式双馈异步发电机；功率为1500kW定子向电网输送50Hz交流电，转子由变频器控制，向电网间接输送有功或无功功率。

2、同步型（1）永磁同步发电机；功率为750kW 1200kW 1500kW 由永磁体产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50Hz交流电。

（2）电励磁同步发电机；由外接到转子上的直流电流产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50Hz交流电。

∙风力发电机的图解o一、风力发电机分解图1.风机总成2.叶片3.轮毂般4.前罩5.螺栓6.平垫圈7.防松螺母8.螺母9.弹簧垫10.法兰11.螺栓12.防松螺母13.避雷针14.减震器二、风力发电机应用系统结构图∙风力发电机的特点o1、高效率2、微风启动3、长寿命4、免维护5、防锈6、防腐蚀6、防潮7、防水8、防风沙风力发电机的原理o风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网.如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电.最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,立在一定高度的塔干上,这是小型离网风机. 最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无,电压和频率不稳定,没有实际应用价值.为了解决这些问题,现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等.齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分).同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出.偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向.要知道,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度.风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距.对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距.在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车.早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用),现在电变距系统逐步取代液压变距.就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒左右发出额定功率.然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直到风速达到25米/秒时自动停机.现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏.理论上的12级飓风,其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒.风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频率下运行,自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电系统单元.∙风力发电机的维修o风机叶片的维修维护在保证风机叶片20年使用寿命中将起到至关重要的作用。

浅析风力发电机组一．引言随着全球化石能源的枯竭和供应紧张以及气候变化形势的日益严峻，世界各国都认识到了发展可再生能源的重要性，风能作为清洁可再生能源之一，受到了各国的高度重视，世界风电产业也因此得到了迅速发展。

中国风能资源十分丰富：陆上和近海可供开发和利用的风能储量分别为2.53亿千瓦和7.5亿千瓦,具有发展风能的潜力和得天优厚的优势。

在未来的能源市场上，充分开发和挖掘这一潜力和优势，将有助于持续保持本国的能源活力和维持经济的可持续发展。

在开发利用风能的过程中，风电场的建设是其必须的环节，而风电机组的应用又是建设风电场的重中之重。

二．风力发电机组的分类（1）风力发电机组类型按容量分容量在0.1~1kW为小型机组,1~100kW为中型机组,100~1000kW 为大型机组 ,大于10000kW 为特大型机组。

（2）风力发电机组类型按风轮轴方向分水平轴风力机组：风轮围绕水平轴旋转。

风轮在塔架前面迎风的称为上风向风力机，在塔架后面迎风的称为下风向风力机。

上风向风力机需利用调向装置来保持风轮迎风。

垂直轴风力机组：风轮围绕垂直轴旋转，可接收来自任何方向的风，故无需对风。

垂直轴风力机又分为利用空气动力的阻力作功和利用翼型的升力作功两个主要类别。

（3）风力发电机组类型按功率调节方式分定桨距机组：叶片固定安装在轮毂上，角度不能改变，风力机的功率调节完全依靠叶片的气动特性（失速）或偏航控制。

变桨距（正变距）机组：须配备一套叶片变桨距机构，通过改变翼型桨距角，使翼型升力发生变化从而调节输出功率。

主动失速（负变距）机组：当风力机达到额定功率后，相应地增加攻角，使叶片的失速效应加深，从而限制风能的捕获。

（4）风力发电机组类型按传动形式分高传动比齿轮箱型机组：风轮的转速较低，必须通过齿轮箱、齿轮副的增速来满足发电机转速的要求。

齿轮箱的主要功能是增速和动力传递。

直接驱动型机组：应用了多极同步风力发电机，省去风力发电系统中常见的齿轮箱，风力机直接拖动发电机转子在低速状态下运转。

风力发电知识
风力发电是利用风能转化为电能的一种清洁、可持续的能源形式。

它是一种相对成熟的新能源技术，其基本原理是依靠风能驱动涡轮机转动发电机，将机械能转化为电能。

在风能资源丰富的地区，风力发电已经成为一种较为成熟的电力供应方式。

风力发电的主要设备包括风机叶片、涡轮机、发电机、变压器等。

风力发电主要有三种类型：水平轴风力发电机组、垂直轴风力发电机组和风能转化系统。

水平轴风力发电机组是目前应用最为广泛的一种，其特点是风轮的转动轴与水平面平行，这种风机叶片具有高效、稳定、耐用等特点。

垂直轴风力发电机组则往往采用三角形或圆形的叶片，在低风速或变风向条件下具有较好的适应性。

风能转化系统则是利用风能驱动地下水泵或其他机械设备。

风力发电的优势在于其能源来源可再生、无污染、无噪音、无排放等特点。

与传统化石能源相比，风能的成本持续下降，未来有望成为更具竞争力的电力来源。

然而，风力发电依赖于风资源，其发电量会受到风速、地形、季节等因素的影响。

此外，风力发电的设备需要大量资金和空间，其建设和维护成本较高，在缺乏政府支持的情况下难以普及。

未来，随着科技的不断发展和政策的支持，风力发电有望成为全球主要的清洁能源形式之一。

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风力发电机组的分类及各自特点风力发电机组主要由两大部分组成：风力机部分――它将风能转换为机械能；发电机部分――它将机械能转换为电能。

根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征，再加上它们的不同组合，风力发电机组可以有多种多样的分类。

(1) 如依风机旋转主轴的方向（即主轴与地面相对位置）分类，可分为：“水平轴式风机”――转动轴与地面平行，叶轮需随风向变化而调整位置；“垂直轴式风机”――转动轴与地面垂直，设计较简单，叶轮不必随风向改变而调整方向。

(2) 按照桨叶受力方式可分成“升力型风机”或“阻力型风机”。

(3) 按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机；叶片的数目由很多因素决定，其中包括空气动力效率、复杂度、成本、噪音、美学要求等等。

大型风力发电机可由1、2 或者3 片叶片构成。

叶片较少的风力发电机通常需要更高的转速以提取风中的能量，因此噪音比较大。

而如果叶片太多，它们之间会相互作用而降低系统效率。

目前 3 叶片风电机是主流。

从美学角度上看，3 叶片的风电机看上去较为平衡和美观。

(4) 按照风机接受风的方向分类，则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向（即在塔架的前面迎风旋转）和“下风向型”――叶轮背顺着风向，两种类型。

上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风。

而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置。

但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低。

(5) 按照功率传递的机械连接方式的不同，可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。

有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴,联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性，可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。

而直驱型风机则另辟蹊径，配合采用了多项先进技术，桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴，使风机发出的电能同样能并网输出。

风力发电机的分类风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备。

根据不同的特点和结构，风力发电机可以分为多种不同类型。

1. 垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机是一种将转子轴垂直于地面的发电机。

它的转子通常由多个垂直安装的叶片组成，可以在任何风向下捕捉风能。

这种发电机的优点是结构简单，不受风向限制，适合于城市等空间有限的地方使用。

然而，由于叶片在运转过程中会相互遮挡，效率相对较低。

2. 水平轴风力发电机水平轴风力发电机是一种将转子轴水平安装的发电机。

它的转子通常由三个或更多水平安装的叶片组成，可以根据风向调整转子的角度。

这种发电机的优点是效率较高，适合在大型风电场使用。

然而，由于叶片需要根据风向调整角度，所以在风向变化频繁的地区使用效果较差。

3. 细长型风力发电机细长型风力发电机是一种外形细长的风力发电机。

它通常由一个细长的塔和一个顶部安装的转子组成。

这种发电机的优点是能够在低风速下产生较高的功率，适合在山区或低风速地区使用。

然而，由于塔的高度较高，安装和维护较为困难。

4. 低速风力发电机低速风力发电机是一种在低风速下也能产生较高功率的发电机。

它通常采用较大的转子和较低的转速，以提高发电效率。

这种发电机的优点是适合在低风速地区使用，但由于转子较大，所以需要较大的空间进行安装。

5. 高速风力发电机高速风力发电机是一种在高风速下能够产生较高功率的发电机。

它通常采用较小的转子和较高的转速，以提高发电效率。

这种发电机的优点是适合在高风速地区使用，但由于转子较小，所以需要较小的空间进行安装。

6. 海上风力发电机海上风力发电机是一种安装在海上的风力发电机。

由于海上风速较高且稳定，海上风力发电机具有较高的发电效率。

然而，由于安装和维护难度较大，成本较高。

总结起来，风力发电机可以根据结构和特点的不同分为垂直轴风力发电机、水平轴风力发电机、细长型风力发电机、低速风力发电机、高速风力发电机和海上风力发电机等多种类型。

每种类型都有其适用的场景和优缺点，我们可以根据具体需求选择合适的风力发电机类型来提高发电效率。

几种类型的风力发电机组特点总结风力发电机组是利用风能转换成电能的装置，其工作原理是通过风机叶片受到风力作用转动，带动发电机发电。

根据风力发电机组的结构、转轴方向以及装置类型的不同，可以将其分为多种类型，下面将对其中几种类型的特点进行总结。

1.垂直轴风力发电机组垂直轴风力发电机组的叶轮与转轴在垂直方向上，可以通过风来使转轴旋转。

该类型的风力发电机组具有以下特点：1.1.适应性强：该型号的风力发电机组可以适应多样化的风向，对风向无要求，不需要调整整个机组的位置。

1.2.稳定性好：叶片的旋转会使机组平均受力，使整个机组的结构更加稳定。

1.3.阻力小：由于叶子的布局较紧密，风力只能在离轴靠近的地方产生阻力，因此相比于其他类型的风力发电机组，其阻力较小。

2.常规式风力发电机组常规式风力发电机组的叶轮与转轴在同一平面上，从而使风转动叶片来驱动机组发电。

该类型的风力发电机组具有以下特点：2.1.效率高：常规式风力发电机组的叶片直接受到气流冲击，将风能转为机械能的效率较高。

2.2.动力强：由于叶片设计更为简单，可以通过调整叶片的设计来增加整个机组的动力。

2.3.维护便利：该型号的风力发电机组的维修与检查相对简单，更容易达到预期的维护效果。

3.跨流式风力发电机组跨流式风力发电机组的叶轮以及转轴在风动力垂直方向上，可以将水平气流转化为垂直方向的运动。

该类型的风力发电机组具有以下特点：3.1.适应范围广：跨流式风力发电机组可以适应许多地方的风力情况，无论是强风、软风还是顺风、逆风都可以适应。

3.2.开发储备丰富：跨流式风力发电机组在开发过程中，需要占用的面积相对较小，且可以在复杂地形条件下布局，因此其开发储备非常丰富。

3.3.可靠稳定：该型号的风力发电机组受风的影响相对较小，因此具有较高的可靠性和稳定性。

总结起来，风力发电机组根据结构、转轴方向以及装置类型的不同，可以分为垂直轴风力发电机组、常规式风力发电机组以及跨流式风力发电机组。

按风轮桨叶分类：•失速型：高风速时，因桨叶形状或因叶尖处的扰流器动作，限制风力机的输出转矩与功率；•变桨型：高风速时通过调整桨距角，限制输出转矩与功率。

按风轮转速分类：•定速型：风轮保持一定转速运行，风能转换率较低，与恒速发电机对应；•变速型：（1）双速型：可在两个设定转速运行，改善风能转换率，与双速发电机对应；（2）连续变速型：在一段转速范围内连续可调，可捕捉最大风能功率，与变速发电机对应。

按传动机构分类：•齿轮箱升速型：用齿轮箱连接低速风力机和高速发电机；（减小发电机体积重量，降低电气系统成本）•直驱型：直接连接低速风力机和低速发电机。

（避免齿轮箱故障）按发电机分类：•异步型：（1）笼型单速异步发电机；（2）笼型双速变极异步发电机；（3）绕线式双馈异步发电机；•同步型：（1）电励磁同步发电机；（2）永磁同步发电机。

按并网方式分类：•并网型：并入电网，可省却储能环节。

•离网型：一般需配蓄电池等直流储能环节，可带交、直流负载。

或与柴油发电机、光伏电池并联运行。

典型风力发电机系统笼型异步发电机的运行特点（1）发电机励磁消耗无功功率，皆取自电网。

应选用较高功率因数发电机，并在机端并联电容；（2）绝大部分时间处于轻载状态，要求在中低负载区效率较高，希望发电机的效率曲线平坦；（3）风速不稳，易受冲击机械应力，希望发电机有较软的机械特性曲线，Ｓmax绝对值要大；（4）并网瞬间与电动机起动相似，存在很大的冲击电流，应在接近同步转速时并网，并加装软起动限流装置；转子电流受控的异步风力发电机系统(Rotor Current Control，RCC)定义：转子电流控制技术是指通过电力电子开关和脉宽调制（PWM）来控制绕线型异步发电机转子电流的一项技术。

系统的结构特征：（1）采用变桨风力机；（2）采用绕线型异步发电机，但没有滑环；（3）采用旋转开关器件斩波控制转子电流，动态调整发电机的机械特性。

原理：控制附加电阻的接入时间，从而控制转子电流RCC异步风力发电机系统的特点优点：（1）风速变化引起风轮转矩脉动的低频分量由变桨调速机构调节，其高频分量由RCC调节，可明显减轻桨叶应力，平滑输出电功率;（2）利用风轮作为惯性储能元件，吞吐伴随转子转速变化形成的动能，提高风能利用率；（3）电力电子主回路结构简单，不需要大功率电源。

1,风力发电机按叶片分类;按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机;1 水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直,一般与地面平行,旋转轴处于水平的风力发电机; 水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点；叶片旋转空间大,转速高;适合于大型风力发电厂;水平轴风力发电机组的发展历史较长,已经完全达到工业化生产,结构简单,效率比垂直轴风力发电机组高;到目前为止,用于发电的风力发电机都为水平轴,还没有商业化的垂直轴的风力发电机组;2 垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行,一般与地面吹垂直,旋转轴处于垂直的风力发电机;垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机的优点在于；发电效率高,对风的转向没有要求,叶片转动空间小,抗风能力强可抗12-14级台风,启动风速小维修保养简单; 垂直轴与水平式的风力发电机对比,有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高,特别是低风速地区；二、在高风速地区,垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定；另外,国内外大量的案例证明,水平式的风力发电机在城市地区经常不转动,在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题,伤及路上行人与车辆等危险事故;按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机;凡属轴流风扇的叶片数目往往是奇数设计; 这是由于若采用偶数片形状对称的扇叶,不易调整平衡;还很容易使系统发生共振,倘叶片材质又无法抵抗振动产生的疲劳,将会使叶片或心轴发生断裂; 因此设计多为轴心不对称的奇数片扇叶设计;对于轴心不对称的奇数片扇叶,这一原则普遍应用于大型风机以及包括部分直升机螺旋桨在内的各种扇叶设计中;包括家庭使用的电风扇都是3个叶片的,叶片形状是鸟翼型设计术语,这样的叶片流量大,噪声低,符合流体力学原理;所以绝大多数风扇都是三片叶的;三片叶有较好的动平衡,不易产生振荡,减少轴承的磨损;降低维修成本;按照风机接受风的方向分类,则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向和“下风向型”――叶轮背顺着风向,两种类型;上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风;而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置;但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低;2,按照风力发电机的输出容量可将风力发电机分为小型,中型,大型,兆瓦级系列;1小型风力发电机是指发电机容量为~1kw的风力发电机;2中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机;3大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机;（4）兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机;3,按功率调节方式分类;可分为定桨距时速调节型,变桨距型,主动失速型和独立变桨型风力发电机;1 定桨距失速型风机；桨叶于轮毂固定连接,桨叶的迎风角度不随风速而变化;依靠桨叶的气动特性自动失速,即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定;2 变桨距调节：风速低于额定风速时,保证叶片在最佳攻角状态,以获得最大风能；当风速超过额定风速后,变桨系统减小叶片攻角,保证输出功率在额定范围内;3 主动失速调节：风速低于额定风速时,控制系统根据风速分几级控制,控制精度低于变桨距控制；当风速超过额定风速后,变桨系统通过增加叶片攻角,使叶片“失速”,限制风轮吸收功率增加4 独立变桨控制风力机：由于叶片尺寸较大,每个叶片有十几吨甚至几十吨,叶片运行在不同的位置,受力状况也是不同的故叶片中立对风轮力矩的影响也是不可忽略的;通过对三个叶片进行独立的控制,可以大大减小风力机叶片负载的波动及转矩的波动,进而减小传动机构与齿轮箱的疲劳度,减小塔架的震动,输出功率基本恒定在额定功率附近;4,按机械形式分类:按照风机组机构中是否包括齿轮箱,可分为有齿轮箱的风力机,无齿轮的风力机和混合驱动型风力机;（1）带齿轮箱的风力发电机：由于叶尖速度的限制,风轮旋转速度一般较慢;风轮直径在100m以上时,风轮转速在15r/min或更低;为了使发电机的体积变小,就必须是发电机输入转速更高,这时就必须使用变速箱体搞转速使得发动机输入转速在1500/min或者3000/min这样,发电机体积就可以设计的尽可能小;（2）无齿轮箱发电机：将叶轮和发电机直接连接在一起结构的风力发电机成为无齿轮箱使风力发电机;这种发电机由于没有齿轮箱,所以结构简单,制造方便,维护方便故无齿轮箱的风力发电机将来有可能发展与海上风力发电机上使用;（3）混合驱动型风力发电机：混合驱动型风力发电机采用一级齿轮进行传动,齿轮箱结构简单效率高;由于增加了点击转速点击尺寸和重量比一般的直趋机组的电机尺寸小,重量也比较轻;所以这种风力发电机具有直趋风力发电机的特点也有体积小,重量轻的有点,逐渐成为3GW以上的大型风机组设计开发的一种趋势5,根据风力发电机组的发电机类型分类,可分为异步型风力发电机和同步型风力发电机;1 异步发电机按其转子结构不同又可分为：a笼型异步发电机――转子为笼型;由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网,而在小、中型机组中得到大量的使用；b 绕线式双馈异步发电机――转子为线绕型;定子与电网直接连接输送电能,同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率;2 同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为：a 电励磁同步发电机――转子为线绕凸极式磁极,由外接直流电流激磁来产生磁场;b 永磁同步发电机――转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极,通常为低速多极式,不用外界激磁,简化了发电机结构,因而具有多种优势;6,主轴,齿轮箱和发电机相对位置可分为紧凑型和长轴布置型;（1）紧凑型风力发电机的风轮直接与齿轮箱低速轴相连,齿轮高速轴输出端通过弹性联轴节与发电机连接,发电机与齿轮箱外壳连接;这种结构齿轮箱使专门设计的,由于结构紧凑,可以节省材料和相对的费用;作用在风轮和发电机上的力都是通过齿轮箱外壳体传递到主框架上的;紧凑型风力发电机的结构主轴与发电机轴在同一平面内,在齿轮箱损坏是,需要将风轮,齿轮箱,发电机一块拆下来进行修理,比较麻烦;（2）长轴布置型风力发电机：通过固定在机舱主框架的主轴,与齿轮箱低速轴连接;长轴布置型风力发电机的主轴是单独的,有单独的轴承支撑;这种结构的优点是风轮没有直接作用在齿轮箱的低速轴上,齿轮箱可以采用标准结构,减小齿轮箱低速轴收到的复杂力矩,降低了费用,减少了齿轮箱受损的可能性;7,按照发电机的转速及并网方式可以将发电机分为定速风机和变速风机;（3）定速型风力发电机：定速风力机一般采用时速控制的桨叶控制方式,使用直接与电网相连的异步感应电动机,由于风能的随机性,驱动异步发电机的风力机低于额定运行的时间占全年运行时间的60%~70%;为了充分利用低风速的风能,增加发电量,广泛应用双速异步发电机,设计成4级和6级绕组;在低速运转时,双速异步发电机的效率比氮素异步发电机搞,滑差损耗小,当风力发电机组在低风速运行时,不仅桨叶具备有较高的启动效率,发电机效率也能保持在较高的水平;（4）变速风力机：变速风力机一般配备变桨距功率调节方式;风力机必须有一套控制系统来调节,限制转速和功率;调速与功率调节装置的首要任务是使风力机在大风,运行发生故障和过载荷是得到保护：其次,使风电机组能够在启动时顺利切入运行,电能质量符合公共电网要求;8,按照塔架的不同可分为塔筒式风力机和桁架式风力机;（1）塔架式风力发电机：国内及国外绝大多数风力发电机组采用塔筒式结构,这种结构的优点是刚性好,冬季人员登塔安全,连接部分的螺栓与桁架塔相比要少得多,维护工作两少,便于安装和调节;（2）桁架式风力机：桁架式采用类似电力塔的结构形式;这种结构风阻小,便于运输;但组装复杂,需要每年对他家的螺栓进行紧固,工作量很大,而且冬季爬塔架的条件恶劣;在我国,这种结构的机型更适合南方海岛使用,特别是阵风达,风向不稳定的风场,桁架塔更能吸收手机组运行时产生的扭矩和震动;。

风力发电的种类一、定桨距型风力发电这种风力机的特点桨叶和轮毂的位置不会发生变化，已经被固定了起来，而且它的桨距角也不会发生改变，也就是说即使你空气流速发生变化，叶片迎着风的那个角度不会发生任何的改变。

由于叶片的设计相当的特别，它可以根据自身独特的气动特性使得叶轮的转速固定。

如果风速过高，大于了风轮转动的额定值，依靠自动失速的特性，功率被控制在额定数值左右，风机就不会由于风速过大导致过载现象的发生，这种风力机又叫做失速式风机。

该风机由以下部件组成：1.塔架；2.轮毂；3.主轴；4.变速箱；5.发电机；6.偏航系统；7.液压系统；8.电气控制。

该种电机属于异步笼式机，这种电机的特点就是，利用双绕组发电机，在风速变换的情况下，控制系统可以实时切换大/小电机，以适应风速的要求，提高了发电机的输出效率。

特殊情况下，风力机突然间没电了，为防止这一情况的发生，在安装的时候就该叶片上安装叶尖扰流装置。

这个装置的作用是，可在停电时叶尖扰流器开始动作并且自旋转90度角，形成一个阻尼挡板，进行紧急刹车，另两种装置可以和扰流器相互配合，从而保证了机组可以可靠地制动。

这种风机的缺点就是在风力机并网后，它要从电网中吸取大量的无功功率用来进行励磁作用，这就导致了它的功率因素偏低，为了解决这一问题，适量配置相当的移相电容器来补偿它。

二、变速恒频型风力发电这种技术有很多优点，因此被人们所喜爱。

在大型的风电机组中，这种技术的身影日益增多。

20世纪90年代伊始，海外开始着手建造的大型的风电机组，所使用的核心技术就是变速恒频技术，尤其在MW级以上的系统中被广泛的应用。

该系统的形势有很多种，例如：交直交、交流励磁、无刷双馈等等系统形式。

上述的这些系统中，部分采用的是把原来的构造进行相应的改变来实现变速恒频，另一部分则是把电力电子技术和发电机相互融合来实现的，它们各有各的特点，各有各的优势。

三、变桨距变速型风力发电通过轴承把叶片和轮毂链接在一块，是该风机的最大特点。