3-各种风电机组结构类型介绍

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。

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。

风电机组类型有哪些？
目前国内风电机组的主要机型有3种，每种机型都有其特点。

1.1异步风力发电机
国内已运行风电场大部分机组是异步风电发电机。

主要特点是结构简单、运行可靠、价格便宜。

这种发电机组为定速恒频机组，运行中转速基本不变，风力发电机组运行在风能转换最佳状态下的几率比较小，因而发电能力比新型机组低。

同时运行中需要从电力系统中吸收无功功率。

为满足电网对风电场功率因数的要求，多采用在机端并联补偿电容器的方法，其补偿策略是异步发电机配有若干组固定容量的电容器。

由于风速大小随气候环境变化，驱动发电机的风力机不可能经常在额定风速下运行，为了充分利用低风速时的风能，增加全年的发电量，近年广泛应用双速异步发电机。

这种双速异步发电机可以改变极对数，有大、小电机2种运行方式。

1.2双馈异步风力发电机
国内还有一些风电场选用双馈异步风力发电机，大多来源于国外，价格较贵。

这种机型称为变速恒频发电系统，其风力机可以变速运行，运行速度能在一个较宽的范围内调节，使风机风能利用系数Cp得到优化，获得高的利用效率；可以实现发电机较平滑的电功率输出；发电机本身不需要另外附加无功补偿设备，可实现功率因数在一定范围内的调节，例如功率因数从领先0.95调节到滞后0.95范围内，因而具有调节无功功率出力的能力。

1.3直驱式交流永磁同步发电机
大型风力发电机组在实际运行中，齿轮箱是故障较高的部件。

采用无齿轮箱结构能大大提高风电机组的可靠性，降低故障率，提高风电机组的寿命。

目前国内有风电场使用了直驱式交流永磁同步发电机，运行时全部功率经A-D-A变换，接入电力系统并网运行。

与其他机型比较，需考虑谐波治理问题。

风力发电机组内部结构
风力发电机组内部结构主要由风轮、发电机、机舱、塔架和控制系统等部分组成。

风轮：包括叶片、轮毂和加固件等，是风力发电机组中最重要的部分之一，其作用是将风的动能转换为机械能。

当风吹动叶片时，叶片会带动轮毂旋转，进而带动发电机发电。

发电机：发电机是风力发电机组中的核心部分，其作用是将风轮旋转的机械能转换为电能。

发电机通常由定子和转子两部分组成，定子固定不动，而转子则随着风轮的旋转而旋转。

机舱：机舱是安装风力发电机组的主要部位之一，通常由钢板制成封闭的箱形结构，内部安装有发电机、齿轮箱、刹车系统、偏航系统等关键部件。

机舱的作用是保护内部设备免受外部环境的影响，并确保设备的安全运行。

塔架：塔架是支撑风力发电机组的重要部分，通常由钢管或角钢制成，其高度和直径根据机组的功率和风速等条件而定。

塔架的作用是支撑风轮和机舱，并将它们固定在适当的高度上，以便捕获更多的风能。

控制系统：控制系统是风力发电机组的“大脑”，负责监测和控制机组的运行状态。

控制系统通常由传感器、控制器和执行机构等部分组成，可以实时监测风速、风向、发电机转速等参数，并根据这些参数调整机组的运行状态，确保机组的稳定运行和最
大发电量的输出。

除了上述主要部分外，风力发电机组还包括变速箱、主轴承、电气系统、液压系统、冷却系统、刹车系统等辅助部分，这些部分共同协作，确保风力发电机组的正常运行和高效发电。

风电机组工作原理及结构
概述：
随着清洁能源的发展，风力发电逐渐成为一种重要的可再生能源。

风电机组是将风能转化为电能的关键设备。

本文将介绍风电机组的工作原理及其结构。

一、工作原理：
风电机组的工作原理可以简单地描述为将风能转化为电能的过程。

具体来说，风能通过风轮转动传递到发电机，通过发电机的转动产生交流电能。

1. 风轮：
风轮是风电机组的核心组件，也称为风力涡轮机。

其作用是将风能直接转化为机械能。

风轮通常由数片叶片组成，可以根据所在地区的风能特征和设计要求来确定叶片的数量和形状。

当风刮过叶片时，叶片会因风压力的作用而转动，进而驱动传动系统。

2. 传动系统：
传动系统是连接风轮和发电机的重要部分。

其作用是将风轮产生的转动力矩转化为转速和转向适合于发电机的机械能。

传动系统通常包括齿轮箱、扭矩支撑装置等。

齿轮箱由一组齿轮组成，通过合理设置齿轮的大小和布局，可以实现风轮与发电机之间的匹配。

3. 发电机：
发电机是将机械能转化为电能的关键组件。

风电机组中常用的发电机有同步发电机和异步发电机两种。

- 同步发电机采用恒速运行，其转速与电网的基准频率一致。

因此，在风速变化时，需要通过调节传动系统来保持发电机的转速恒定。

同步发电机具有较高的效率和较好的稳定性，但需要额外的调速系统来控制电流输出。

- 异步发电机通过变频器控制转速，可以实现风速变化时的自动调节。

它具有较低的成本和较好的适应性，但在部分负载或低负载情况下，效率较低。

二、结构：。

第一节风电机组结构1．外部条件根据最大抗风能力和工作环境的恶劣程度，按强度变化的程度对风电机组进行分级。

根据IEC61400设计标准，共分为4级。

一类风场I：参考风速为50m/s，年平均风速为10m/s，50年一遇极限风速为70m/s，一年一遇极限风速为52.5m/s；二类风场II：参考风速为42.5m/s，年平均风速为8.5m/s，50年一遇极限风速为59.5m/s，一年一遇极限风速为44.6m/s；三类风场III：参考风速为37.5m/s，年平均风速为7.5m/s，50年一遇极限风速为52.5m/s，一年一遇极限风速为39.4m/s；四类风场IV：低于三类风场风速，属低风速区，鲜有商业风电场开发。

对电网的要求：电压波动为额定值±10%，频率波动为额定值±5%。

2．机械结构2.1总体描述整机是建立在钢结构底座上，该结构应具有很大的强韧度，底部由坚固底法兰组成，风电机组所有的主要部件都连接于其上。

发电机固定位置与机舱轴线偏离,以使得风电机组在满载运行时，整机质心与塔架和基础中心相一致。

偏航机构直接安装在机舱底部，机舱通过偏航轴承与偏航机构连接，并安装在塔架上，整个机舱底部对叶轮转子到塔架造成的动力负载和疲劳负荷有很强的吸收作用。

机舱座上覆盖有机舱罩，材料是玻璃钢，具有轻质高强的特点，有效地密封，以防止外界侵蚀，如雨、潮湿、盐雾、风砂等。

产品生产采用多种工艺，包括：滚涂、轻质RTM、真空灌注等，机舱罩主体部分设置PVC泡沫夹层，以增加强度。

内层设置消音海绵，以降低主机噪声。

机舱上安装有散热器，用于齿轮箱和发电机的冷却；同时，在机舱内还安装有加热器，使得风电机组在冬季寒冷的环境下，机舱内保持在10℃以上的温度。

2.2载荷情况- 启动：从任一静止位置或空转状态到发电过渡期间，对风电机组产生的载荷。

- 发电：风电机组处于运行状态，有电负荷。

- 正常关机：从发电工况到静止或空转状态的正常过渡期间，对风电机组产生的载荷。

风力发电机结构介绍风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。

该机组通过风力推动叶轮旋转，再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，有效的将风能转化成电能。

风力发电机组结构示意图如下。

1、叶片2、变浆轴承3、主轴4、机舱吊5、齿轮箱6、高速轴制动器7、发电机8、轴流风机9、机座10、滑环11、偏航轴承12、偏航驱动13、轮毂系统各主要组成部分功能简述如下（1）叶片叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。

叶轮的转动是风作用在叶片上产生的升力导致。

由叶片、轮毂、变桨系统组成。

每个叶片有一套独立的变桨机构，主动对叶片进行调节。

叶片配备雷电保护系统。

风机维护时，叶轮可通过锁定销进行锁定。

（2）变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。

（3）齿轮箱齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。

（4）发电机发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。

明阳1.5s/se机组采用是带滑环三相双馈异步发电机。

转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。

（5）偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。

同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。

（6）轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。

轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。

（7）底座总成底座总成主要有底座、下平台总成、内平台总成、机舱梯子等组成。

通过偏航轴承与塔架相连，并通过偏航系统带动机舱总成、发电机总成、变浆系统总成。

MY1.5s/se型风电机组主要技术参数如下：（1）机组：机组额定功率：1500kw机组起动风速：3m/s机组停机风速： 25m/s机组额定风速： 10.8/11.3 m/s（2）叶轮：叶轮直径：82.6m叶轮扫掠面积：5316m2叶轮速度：17.4rpm叶轮倾角： 5o叶片长度：40.25m叶片材质：玻璃纤维增强树脂（3）齿轮箱：齿轮箱额定功率：1663kw齿轮箱转速比：100.48（4）发电机：发电机额定功率：1550kw发电机额定电压：690v发电机额定电流：1120A发电机额定频率：50Hz发电机转速：1750rpm发电机冷却方式：空-空冷却发电机绝缘等级：H级主刹车系统：变浆制动二级刹车系统：圆盘制动器（5）塔架：塔架型式：直立三段锥形塔架塔架高度：61830mm塔架底部直径：4200mm塔架重量：107t（6）偏航系统型式：主动对风齿轮圆盘星形驱动（7）控制器型式：PLC TwinCAT【本文档内容可以自由复制内容或自由编辑修改内容期待你的好评和关注，我们将会做得更好】。

海上风电机组结构海上风力发电是一种在全球范围内广泛应用的可再生能源，而风电机组的结构是整个系统的核心部分。

本文将详细介绍海上风电机组结构的各个主要组成部分。

1.风轮风轮是风电机组的核心部件，它利用风力带动发电机工作。

一般来说，风轮包括叶片和轮毂两部分。

此外，根据不同的设计，风轮还可以包含刹车装置和测风设备等其他部件。

这些部件能够有效地吸收并利用风能，提高风电机组的效率。

2.塔筒塔筒是风电机组的另一重要部件，它负责将风轮吸收到的能量传输到发电机。

一般来说，塔筒包括底座、中间段和顶端三部分。

此外，塔筒还需具有防腐蚀和耐久性，并能承受很大的力量。

它不仅支撑着整个风电机组的结构，还将风能转化为电能的过程中的关键环节。

3.齿轮箱齿轮箱是连接风轮和发电机的关键部件，它可以将风轮的高速转动变为发电机的工作转速，从而将动能转化为电能。

此外，齿轮箱还需具有很高的准确性和稳定性，从而保证电力的质量。

齿轮箱的设计和制造需要经过精密的计算和实验验证，以确保其性能达到最优。

4.发电机发电机是风电机组的核心部件，它负责将动能转化为电能。

根据不同的设计，发电机包括的部件也不尽相同。

例如，水平轴风电机组通常使用的是三相异步发电机或双馈异步发电机，而垂直轴风电机组则可能使用的是直线发电机或旋转发电机。

5.控制系统控制系统是保证风电机组正常工作的关键，它负责监测风电机组的运作状态，并对其进行及时维护和修复。

控制系统一般由各种传感器、控制器和执行器等组成，能够实时监测和控制风电机组的各个部件。

6.变压器变压器是将电压转换成用户所需电压的重要设备，它可以将高压电变为低压电，保证用电的安全性和稳定性。

对于海上风电机组来说，变压器也是必不可少的设备之一，因为它需要将海上与陆地电网连接起来，实现电能的传输和分配。

7.支撑结构支撑结构包括机座、横梁等部件，它们负责支撑整个机组的工作，并保证其稳定的运转。

这些部件的设计和制造也需要经过精密的计算和实验验证，以确保其能够承受住各种恶劣环境和载荷条件下的运行。

风电机组结构概述风力发电技术发展很快，本人不揣浅陋，在此对风力发电机组的结构略作概述。

风力发电机组的机械件是指机组在各种允许的状态下，始终不带电的零部件。

相应地，风力发电机组中，在各种允许的状态下，有可能带电的零部件，称为电气件。

下面首先介绍风力发电机组的机械结构，然后介绍机组的电气结构。

一、机械结构所有的机械件构成整个风力发电机组的机械结构。

从外观结构上，可以将风电机组划分为以下八个系统：（一）转子又叫叶轮、风轮，包括三个叶片和轮毂，以及相应的附件。

（二）传动系统包括主轴、齿轮箱、联轴器三个部分。

主轴是指叶轮与发电机或者齿轮箱之间的连接部分，起支撑叶轮和传动风转矩的作用；齿轮箱也叫增速齿轮箱，起到增速作用；联轴器是连接传动轴（driving shaft，指齿轮箱高速轴）和非传动轴（driven shaft,指发电机前轴）的弹性部件。

对于直驱型机组，其传动系统由较大区别。

以金风1.5WM系列机组为例，传动系统比较特殊，没有齿轮箱、联轴器、主轴等部件，叶轮直接与发电机外转子（永磁体）相连接。

（三）发电机发电机是风力发电机组最重要的设备之一，是机电一体化的产物。

从机械角度看，发电机的安装、对中、减震等都很重要。

（四）液压系统在风力发电机组中，液压系统是机组重要的执行系统，从液压系统的组成上来说，它主要包括动力元件——液压泵、执行元件——液压缸和液压马达、控制元件——各种控制阀、辅助元件——蓄能器和油箱等；从液压的应用上来说，液压系统主要包括高速轴（或低速轴）机械刹车、液压变桨、叶尖扰流器控制、偏航阻尼控制等四个方面。

（五）偏航系统偏航系统的机械部件主要包括：偏航电机、偏航减速器、偏航驱动齿轮、偏航轴承、偏航卡钳。

其中偏航卡钳分为机械式偏航卡钳和液压式偏航卡两种，偏航轴承分为滑动轴承和滚动轴承两种。

（六）支撑系统机组的主要支撑件构成机组的支撑系统，主要包括机舱架（机架）、塔架与基础三大部分。

（七）电气柜体电气柜体主要包含了机组的电气控制部件，从机械角度来看，电气柜体的布置、固定也非常重要。