风力发电原理第三章(修)_(2)

风力发电技术与风电场工程第三章练习题及答案一、填空题1、并网型风力发电机的功能是将风轮获取的空气动能转换成机械能，再将机械能转换为电能，输送到电网中。

2、并网型风力发电机组的整体结构分为叶轮、机舱、塔架、和基础等几大部分。

3、机舱内布置的传动系统，由主轴、齿轮箱、联轴器和发电机等构成。

4、机舱底座是机组主驱动链和偏航机构固定的基础，并能将载荷传递到塔架上去。

5、铸造底座一般采用球墨铸铁制造，铸件尺寸稳定，吸振性和低温型较好。

6、整流罩是置于轮毂前面的罩子，其作用是整流，减小轮毂的阻力和保护轮毂中的设备。

7、风电机组的基础通常为钢筋混凝土结构，并且根据当地地质情况设计成不同的形式。

基础周围还要设置预防雷击的接地系统。

8、塔架的基本形式有桁架式塔架和圆筒式塔架两大类。

桁架式塔架优点为制造简单，成本低，运输方便，缺点为通向塔顶的上下梯子不好安排，塔架过于敞开，维护人员上下不安全。

塔筒式塔架优点是美观大方，塔身封闭，风电机组维护时上下塔架安全可靠。

9、塔架高度主要依据风轮直径确定。

10、风电机组的基础主要按照塔架的载荷和机组所在地的气候环境条件，结合高层建筑建设规范建造。

11、风力发电机组的机械传动系统包括轮毂、主轴、齿轮箱、制动器、联轴器以及安全装置等。

12、齿轮箱的作用是传递扭矩和提供转速，通过两到三级渐开线圆柱齿轮增速传动得以实现，一般常采用行星齿轮或行星加平行轴齿轮组合传动结构。

13、齿轮箱输出轴（高速轴）通过柔性联轴器与发电机轴连接。

14、联轴器通过绝缘构件阻止发电机磁化齿轮箱内的齿轮和轴承等钢制零件，避免这些零件发生电腐蚀现象。

联轴器上还设置有扭矩限制装置用以保护传动轴系，防止过载运行。

15、偏航系统功能就是跟踪风向的变化，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，使风轮扫掠面与风向保持垂直。

16、机舱的偏航运动是由偏航齿轮装置自动执行的，它是根据风向仪提供的风向信号，由控制系统发出指令，通过传动机构使机舱旋转，让风轮始终处于迎风位置。

风力发电的原理是什么风力发电是指利用风能将风动能转换为电能的一种可再生能源发电技术。

它利用风能驱动风轮转动，将机械能转化为电能。

本文将详细介绍风力发电的原理及其工作原理。

风力发电原理风力发电的原理基于风的运动和空气的物理性质。

当地球受到太阳的照射，不同地区的气温和气压产生差异，形成气候系统。

气候系统中，气体在不同气压区域之间产生气流，形成风。

这种风能被称为风动能。

风力发电利用风动能，通过风轮转动，产生机械能，再由发电机将机械能转换为电能。

下面将详细介绍风力发电的工作过程。

风力发电的工作原理风力发电的工作原理可以归纳为以下几个步骤：1.风的捕获：风力发电机通常由三个主要部分组成：风轮、转子和发电机。

风轮是风力发电机中最重要的部分，它的作用是捕获风能。

风轮通常由多个叶片组成，通过叶片的形状和角度，能够最大程度地捕获风能。

2.风能转换：当风轮受到风的作用力时，风轮会转动。

转动的风轮会带动转子旋转，通过机械传动装置（如齿轮箱）将风轮转动的速度提高，并使其与发电机的转子同步旋转。

这样，机械能就被转化为转子的旋转动能。

3.电能转换：转子的旋转运动会激励发电机中的线圈产生感应电动势，然后通过电磁感应现象将机械能转换为电能。

发电机的输出电流经过电路控制系统处理，最终输入电网供人们使用。

4.电能传输和储存：发电后的电能经过变压器进行传输，将电压调整到合适的水平后输送到电网。

人们可以通过电网获得风力发电机产生的电能。

电能也可以通过储能设备，如电池，进行短期或长期的储存，以备不时之需。

风力发电的优势风力发电具有一系列的优势，使其成为一种重要的可再生能源发电技术：1.环保：风力发电不排放温室气体和污染物，对环境无污染，能够减少对化石燃料的依赖，有助于降低空气和水的污染。

2.可再生能源：风力是一种可再生能源，取之不尽，用之不竭。

利用风力发电可以减少对有限资源的消耗，对未来能源供应具有重要意义。

3.风力资源广泛：全球范围内都存在风力资源，且分布广泛。

风力发电机工作原理及原理图风力发电机工作原理及原理图风力发电机工作原理及原理图现代变速双馈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.风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。

第三章风力发电机组的特性分析风力发电机组是利用风能转化为电能的装置，最主要的组成部分是风力发电机和控制系统。

在设计和运行过程中，需要对风力发电机组的特性进行分析，以了解其工作性能和电能输出能力。

本文将从风力发电机的功率特性、风速-功率曲线、风机性能系数、传动系统效率等几个方面进行分析。

首先，风力发电机组的功率特性是指在不同风速条件下，风力发电机的输出功率变化情况。

通常情况下，风速越高，发电机的输出功率越大。

然而，随着风速的增加，风力发电机的输出功率不会无限制地增加，而是会达到一个峰值后逐渐趋于稳定。

这是因为风力发电机在低风速下，转子转速较低导致输出功率较小；而在高风速下，由于受到空气动力学效应的限制，风力发电机无法进一步提高转速，从而限制了功率的增加。

其次，风速-功率曲线是描述风力发电机在不同风速下的输出功率变化情况的曲线。

通过绘制风速-功率曲线，可以直观地了解风力发电机在不同风速条件下的输出特性。

在曲线的初期阶段，发电机的输出功率随着风速的增加呈现较快的增长趋势；随着风速的继续增加，发电机的输出功率增长逐渐减缓，并在其中一点达到峰值；当风速继续增加时，发电机的输出功率趋于稳定。

第三，风机性能系数是评价风力发电机组性能的重要指标之一、风机性能系数定义为风力发电机的实际输出功率与理论最大输出功率之比，它能够反映风力发电机的利用效率。

风机性能系数通常介于0.2和0.6之间，数值越大表示风力发电机利用风能的效率越高。

最后，传动系统效率是指风力发电机组传动系统能量传递的效率。

传动系统由风轮、转子轴、传动装置等组成，承担将风能转化为电能的任务。

传动系统效率的高低对整个风力发电机组的能量转换效率有着重要影响。

提高传动系统效率可以降低能量损耗，提升风力发电机组的电能输出能力。

在实际应用中，风力发电机组的特性分析是优化设计和管理运维的关键步骤。

通过对风力发电机组的特性进行深入分析，可以帮助工程师了解风力发电机组的工作原理和限制条件，从而提高发电效果、降低成本并保障安全运行。