风力发电系统的基本原理(DOC)
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风力发电机的工作原理风力发电机是一种利用风能进行发电的装置,其工作原理主要可以分为风能转化和电能转化两个过程。
下面我将详细介绍风力发电机的工作原理,以及其中涉及的一些关键技术和装置。
一、风能转化过程风力发电机首先需要将自然界中的风能转化为机械能,这一过程需要通过如风轮、转轴和变速机构等装置完成。
1. 风轮:风轮是风力发电机中最关键的部件之一,它的作用是将空气中的风能转化为旋转动能。
风轮通常由数片叶片组成,叶片的形状和数量会直接影响到风轮的转速和效率。
一般来说,叶片越大、旋转速度越快,风能转化效率就越高。
此外,风轮上还配备了定位装置,可以根据风的方向调整叶片的角度,以便尽可能地捕捉到更多的风能。
2. 转轴和传动系统:叶片转动时,它们会带动转轴一起旋转。
转轴是将叶片旋转动能传递给发电机的关键部件,它通常由钢材制成,具有足够的强度和刚度。
除了转轴外,风力发电机还配备了传动系统,用于调整风轮和发电机之间的转速差异。
传动系统的设计主要有两个目的:一是使风轮的旋转速度能够匹配发电机的工作要求,二是提高发电机的转速并输出更高的电能。
二、电能转化过程风力发电机将机械能转化为电能的过程,需要通过发电机和变流器等装置完成。
1. 发电机:风力发电机选用的是特殊的发电机,称为风力发电机或风能发电机。
这种发电机的工作原理和普通的发电机基本相同,都是通过旋转运动来驱动转子产生磁场,然后通过磁场和线圈之间的电磁感应产生电能。
与普通发电机不同的是,风力发电机需要具有更高的转速、功率因数和效率。
2. 变流器:由于风力发电机产生的电能是交流电,需要将其转换为适应电网输送的直流电。
这一过程需要通过变流器完成,变流器主要功能是将交流电转化为直流电,并通过电压和频率控制,将发电机输出的电能以适合的形式输送到电网中。
总结:风力发电机的工作原理主要包括风能转化和电能转化两个过程,通过风轮、转轴、变速机构、发电机和变流器等装置的协同工作,将自然界中的风能转化为电能。
风力发电机的原理运作风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。
它利用风的能量转动叶轮,通过传动装置将旋转的动能转化为电能。
下面我们详细介绍风力发电机的原理和运作过程。
一、风力发电机的原理1. 风的动能转换为叶轮的动能:当风经过叶轮时,叶轮所受到的风力会使其开始旋转。
这是因为风有一定的动能,当它与叶轮表面接触时,由于叶轮的形状和设计,风力会使叶轮开始转动。
2. 叶轮的转动驱动发电机:叶轮的转动会通过传动装置传递到发电机,从而驱动发电机产生电能。
传动装置通常由齿轮、轴等组成,可以将叶轮旋转的动能转换为发电机所需要的转动力。
3. 发电机的工作原理:发电机是将机械能转化为电能的关键部件。
它由转子、定子、磁场等构成。
当叶轮转动传递给发电机时,转子内的导线会受到磁场力的作用而产生电动势。
这个电动势经过适当的电路处理后,最终输出为可用的电能。
二、风力发电机的运作过程1. 风力发电机的启动:风力发电机需要一定的风速才能启动。
一般来说,需要的风速在3米/秒至5米/秒之间。
当风速达到或超过设定值时,发电机会自动启动。
2. 风力发电机的控制:发电机可以根据不同的风速自动调整叶轮的转速。
当风速过高时,会启动风速控制器,通过改变叶轮的角度来降低风力对叶轮的影响。
这种控制可以保证风力发电机在不同风速下都能正常工作,同时也可以保护发电机避免风力过大造成的损坏。
3. 风力发电机的发电:当风力发电机启动后,叶轮开始旋转,带动发电机转动。
发电机可以将机械能转化为电能,并通过输出端口输出。
这些电能可以进行储存或传输供给社会使用。
4. 风力发电机的维护和安全:风力发电机需要定期对设备进行维护和保养,以确保其正常工作。
同时,风力发电机也要注意安全问题,避免发电机受到恶劣天气或其他外部因素的影响。
三、风力发电机的优势和应用1. 可再生能源:风力发电是一种利用风能的可再生能源。
风是一种无尽的能源,而且对环境几乎没有污染。
2. 低碳环保:风力发电过程中不产生温室气体和空气污染物。
风系统工作原理
风系统的工作原理是由风力发电机驱动的。
风力发电机利用风能将其转化为电能。
其工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 风能转化:当风通过风力发电机的叶片时,风力将叶片推动并使其转动。
叶片的形状和倾斜度设计得非常精确,以最大化吸收风能。
2. 传动系统:转动的叶片将动力传递给轴,然后通过传动系统将动力传递到风力发电机内的转子。
3. 转子:转子是风力发电机的核心部分,通常由磁铁和线圈组成。
当转子旋转时,磁铁和线圈之间产生电场变化,从而产生电流。
4. 发电机:电流通过导线传送到发电机内,进一步转化为可用的交流电。
发电机内通常包含调节器和控制器,以确保电流稳定且符合特定需求。
5. 输电和储存:发电后的电能通过输电线路输送到需要使用的地方,也可以被储存起来以备不时之需。
储存方式可以是将电能转化为化学能,例如通过蓄电池,或将电能转化为其他形式的能源,如将其用于水泵抽水或储存为压缩空气。
总之,风系统工作的基本原理就是将风能转化为电能,通过风力发电机的转动产生电流,进而供给使用者使用或储存。
风力发电机的工作原理及方式操作如下:
工作原理:
风力发电机的工作原理是利用风力带动风车叶片旋转,再通过传动系统增速来达到发电机的转速,然后驱动发电机发电。
在这一过程中,风能被有效地转化为电能。
依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度便可以开始发电。
操作方式:
安装风力发电机时,需要选择合适的位置,确保风力充足且不受其他因素干扰。
在风力发电机运行前,需要进行必要的检查,确保其机械部件和电气系统正常。
启动时,需要通过控制柜或者遥控器开启发电机,使其进入工作状态。
在运行过程中,需要定期进行巡检和维护,确保风力发电机正常运行,并及时处理可能出现的故障。
运行结束后,需要通过控制柜或者遥控器关闭发电机,并对其进行必要维护保养。
60. 风力发电机的发电原理是什么?60、风力发电机的发电原理是什么?在我们生活的这个时代,能源的获取和利用是至关重要的。
而在众多的能源来源中,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正逐渐发挥着越来越重要的作用。
那么,风力发电机到底是如何将风的力量转化为电能的呢?这背后又有着怎样的科学原理呢?要理解风力发电机的发电原理,首先得从风的本质说起。
风,其实就是空气的流动。
当大气中的温度、压力等因素不均匀时,空气就会从高压区流向低压区,从而形成了风。
而风力发电机就是利用了风的这种动能来进行发电的。
风力发电机主要由几个关键部分组成,包括叶片、轮毂、机舱、塔筒和发电机等。
其中,叶片是最为关键的部件之一,它就像是风力发电机的“手臂”,负责捕捉风的能量。
叶片的形状和设计可不是随便来的,它们通常具有特殊的翼型,类似于飞机的机翼。
当风吹过叶片时,由于叶片的特殊形状,风在叶片的上表面流动速度快,下表面流动速度慢。
根据伯努利原理,流体速度越快,压力越低。
这样一来,叶片上下表面就产生了压力差,从而形成了一个向上的升力。
同时,由于风的阻力作用,还会产生一个向前的推力。
这两个力的合力使得叶片旋转起来。
叶片通过轮毂与机舱内的主轴相连,当叶片旋转时,就会带动主轴一起转动。
主轴再通过一系列的传动装置,将旋转的机械能传递给发电机。
发电机是实现能量转换的核心部件。
常见的风力发电机采用的是异步发电机或同步发电机。
在发电机内部,有一个由定子和转子组成的磁场系统。
当转子在定子内部旋转时,定子中的导线就会切割磁力线,从而产生感应电动势。
这个感应电动势的大小和频率与转子的转速以及磁场的强度有关。
通过一系列的电路和控制装置,将产生的交流电能进行整流、逆变等处理,使其符合电网的要求,最终实现电能的输出和并网。
为了让风力发电机能够高效地工作,还需要一些辅助系统的支持。
比如,偏航系统可以让风力发电机的机舱始终对准风向,以获得最大的风能;变桨系统则可以根据风速的大小调整叶片的角度,控制叶片的转速和受力,保护风力发电机在大风时不受到损坏。
风力发电机组的工作原理
风力发电机组是利用风能转换成电能的设备,是一种清洁、可再生的能源发电
方式。
它的工作原理主要包括风能转换、机械能转换和电能转换三个过程。
首先,风能转换。
当风吹过风力发电机组的叶片时,叶片受到风的作用而转动。
风的动能转化为叶片的动能,使叶片旋转。
这个过程就是风能转换的过程,也是风力发电机组能够正常工作的基础。
其次,机械能转换。
叶片的旋转带动风力发电机组的转子转动,转子与发电机
内部的磁场相互作用,产生感应电动势。
这时,机械能转化为电能的过程就开始了。
通过转子和定子之间的电磁感应作用,机械能被转化为电能。
最后,电能转换。
产生的交流电通过变压器升压后,送入电网,供给用户使用。
这个过程就是电能转换的过程,也是风力发电机组最终实现发电的过程。
总的来说,风力发电机组的工作原理就是通过风能转换、机械能转换和电能转
换三个过程,最终将风能转化为电能。
这种清洁、可再生的能源发电方式在当前的能源结构调整和环境保护中具有重要的意义。
希望通过不断的技术创新和设备升级,风力发电机组能够更加高效、稳定地工作,为人类的可持续发展做出更大的贡献。
风力发电机的工作科学原理是什么风力发电机是一种利用风能将其转化为电能的设备。
它是利用风的动能来带动发电机转子旋转,使机械能转化为电能的装置。
风力发电机作为可再生能源的代表之一,已经广泛应用于各地的发电场和风电场。
风力发电机的工作原理可以简洁地概括为将风能转化为电能的过程。
其实质是通过利用空气流动与高速转动发电机转子之间的相互作用来转化。
风力发电机由风轮、发电机组成。
下面主要从以下几个方面来介绍风力发电机的工作原理。
首先,风力发电机的工作原理之一是空气流动的能量转化为机械能。
当风力吹向风轮时,风轮的叶片受到风力的推动而旋转。
风轮直径较大,叶片数较多,可以牵引更多的空气,使其产生剧烈的旋转。
在风轮旋转的过程中,风轮的叶片与风之间的相互作用犹如一台叶片带动的轮转动,相对于风的方向,将风的动能转化为叶片的动能。
接下来,风力发电机的工作原理之二是机械能转化为电能。
风力发电机的风轮通过轴连接到发电机上,风轮的旋转使得发电机内的转子也开始旋转。
发电机的转子是由电磁铁组成的,当转子旋转到一定速度时,通过磁力线的感应作用,将机械能转化为电能。
简单来说,就是转子旋转时,导线在磁场中产生电动势,从而在导线电流的作用下产生电能,并通过导线输出。
此外,风力发电机的工作原理还涉及到发电机和电网之间的连接。
发电机通过输电线路将电能输送到电网,向用户提供电力供应。
传统的风力发电机是直流发电机,因此需要通过变流器将直流电转化为交流电以适应电网的工作要求。
随着科技的进步,目前已经出现了直接输出交流电的风力发电机,使得发电的效率更高,减小了能量的损失。
总的来说,风力发电机是通过将风能转化为电能的过程来实现发电的。
它的工作原理包括了空气流动的能量转化为机械能,机械能转化为电能以及电能与电网的连接。
风力发电机作为一种可再生能源的代表,具有环保、高效、可持续等优势,被广泛应用于各地的发电场和风电场,为人们提供了清洁能源,并且减少了对传统能源的依赖。
风力发电原理(控制)一、风力发电的基本原理风力发电是指利用风能转换成电力的一种清洁能源,其基本原理是将风能转化为机械能,再由发电机将机械能转化为电能。
因此,风力发电系统主要包括风能转化系统和发电系统两大部分。
风能转化系统风能转化系统一般由风轮、变桨机构和转速限制器组成。
具体来说,风轮是通过风能驱动旋转,变桨机构可以改变风轮叶片的角度以便控制风轮的旋转速度和转向,而转速限制器则可以限制风轮的旋转速度,以防风轮过快损坏风力发电系统。
发电系统发电系统由发电机、变流器和电子控制系统组成。
发电机将机械能转化为电能并输出到电网中,变流器则将交流电转化为直流电,并控制电能输出的电压和频率。
电子控制系统则可以实现对风力发电系统的监控和维护。
二、风力发电的控制风力发电系统的控制方案主要分为以下几种:1. 恒功率控制恒功率控制是指在风速超过额定风速时,通过调节风轮的旋转速度来控制风力发电系统的输出功率,以便让发电机输出恒定的电功率。
这种控制方式可以保证风力发电系统的稳定运行,但是当风速超过一定限制时,风轮的旋转速度会超过允许范围,从而导致发电系统的停机或受损。
2. 变桨控制变桨控制是指通过改变风轮叶片的角度来控制风力发电系统的输出功率。
当风速超过额定风速时,风力发电系统会自动调节叶片角度,以减小叶片受到的风力,从而控制风力发电系统的输出功率。
这种控制方式可以确保风力发电系统的安全运行,但是其控制精度相对较低,且需要涉及到大量的机械运动部件,容易受到外部环境的影响。
3. 惯性控制惯性控制是指通过测量风轮旋转速度和转向来控制发电机的输出功率。
当风速超过额定风速时,惯性控制系统会立即闸掉风轮,以避免风力发电系统受到损坏。
这种控制方式可以使风力发电系统的响应速度更快,但是需要消耗大量的电能,不太适合长期运行。
三、风力发电系统的优点相比于传统的化石能源和核能发电技术,风力发电有以下几个优点:1.清洁能源。
风力发电不会产生任何污染物,对环境更加友好。
风力发电的基本原理5.1风能5.11风的形成风的形成及其特点:空气的流动现象称为风。
风是空气由于受热或受冷而导致的从一个地方向另一个地方的移动。
空气的运动遵循大气动力学和热力学变化的规律。
5.12风能密度一慨念风能密度,是气流垂直通过单位截面积(风轮面积)的风能,空气在1秒内以速度为V流过单位面积产生的动能称为风能密度,是表征一个地方风能资源多少的一个指标。
中国风能密度资源分布图5.13风能密度一简介风能密度风能密度(wind-power density )是气流在单位时间内垂直通过单位面积的风能W0.5 p V3瓦/米2,通过单位截面积的风所含的能量称为风能密度,常以瓦/平方米来表示。
它是描述一个地方风能潜力的最方便最有价值的量,但是在实际当中风速每时每刻都在变化,不能使用某个瞬时风速值来计算风能密度,只有长期风速观察资料才能反映其规律,故引出了平均风能密度的概念。
风能密度是决定风能潜力大小的重要因素。
风能密度和空气的密度有直接关系,而空气的密度则取决于气压和温度。
因此,不同地方、不同条件的风能密度是不同的。
一般说,海边地势低,气压高,空气密度大,风能密度也就高。
在这种情况下,若有适当的风速,风能潜力自然大。
高山气压低,空气稀薄,风能密度就小些。
但是如果高山风速大,气温低,仍然会有相当的风能潜力。
所以说,风能密度大,风速又大,则风能潜力最好。
5.14风能密度一定义风能密度:空气在1秒内以速度为V流过单位面积产生的动能称为风能密度。
5.15风能密度一公式风能密度公式E -丄pV3P2式中:E为风能(瓦);为空气密度(公斤/立方米);V为风速(米/秒);F为垂直于风速的截面积(平方米)。
5.16风能密度公式:在与风能公式相同的情况下,将风轮面积定为1平方米(A=1m2时所具有的功率为F = 1毋叭式中p为空气密度,V为风速。
衡量一地风能大小,要视常年平均风能的多少而定,即2式中为平均风能密度,T为总时数。
风力发电系统组成及技术原理
风力发电系统是一种利用风能转化为电能的装置,由风机、转轮、变速器、发电机、电力传输系统等组成。
风力发电系统的基本技术原理是利用风能驱动风机,风机通过转轮将机械能转化为旋转能量,旋转能量经过变速器调整后驱动发电机发电,再通过电力传输系统将电能输送到消费者。
风力发电系统的组成包括风机、转轮、变速器、发电机、电力传输系统等部分。
风机是风力发电系统的核心部分,其主要功能是将风能转化为机械能。
转轮是固定于风机上的部分,其主要功能是将机械能转化为旋转能量。
变速器的作用是调整风机输出的旋转速度,使其达到与发电机要求的相符。
发电机是将旋转能量转化为电能的装置,其输出的电能需要经过电力传输系统输送到消费者。
风力发电系统的基本技术原理是利用风能转化为电能。
风能是一种可再生的、无污染的能源,利用风能发电可以减少对传统能源的依赖,保护环境、降低能源消耗。
风力发电系统的核心技术是风机的设计和优化,以及发电机的高效转换和传输系统的稳定运行。
同时,风力发电系统的建设和运行需要考虑到环境保护、风机的适应性、安全性等多方面因素。
总之,风力发电系统是一种利用风能转化为电能的重要装置,由风机、转轮、变速器、发电机、电力传输系统等组成。
其基本技术原理是利用风能驱动风机产生机械能,再将机械能转化为旋转能量,通过变速器调整旋转速度,最终将旋转能量转化为电能并通过电力传输
系统输送到消费者。
风力发电系统的建设和运行需要考虑到多方面因素,才能实现可持续、高效和安全的发电。
风力发电系统的基本原理一、风力发电的基本原理风能具有一定的动能,通过风轮机将风能转化为机械能,拖动发电机发电。
风力发电的原理是利用风带动风车叶片旋转,再通过增速器将旋转的速度提高来促使发电机发电的。
依据目前的风车技术,大约3m/s的微风速度便可以开始发电。
风力发电的原理说起来非常简单,最简单的风力发电机可由叶片和发电机两部分构成如图1-1所示。
空气流动的动能作用在叶轮上,将动能转换成机械能,从而推动片叶旋转,如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相连就会带动发电机发出电来。
二、风力发电的特点(1)可再生的洁净能源风力发电是一种可再生的洁净能源,不消耗化石资源也不污染环境,这是火力发电所无法比拟的优点。
(2)建设周期短一个十兆瓦级的风电场建设期不到一年。
(3)装机规模灵活可根据资金情况决定一次装机规模,有一台资金就可以安装一台投产一台。
(4)可靠性高把现代高科技应用于风力发电机组使其发电可靠性大大提高,中、大型风力发电机组可靠性从80年代的50%提高到了98%,高于火力发电且机组寿命可达20年。
(5)造价低从国外建成的风电场看,单位千瓦造价和单位千瓦时电价都低于火力发电,和常规能源发电相比具有竞争力。
我国由于中大型风力发电机组全部从国外引进,造价和电价相对比火力发电高,但随着大中型风力发电机组实现国产化、产业化,在不久的将来风力发电的造价和电价都将低于火力发电。
(6)运行维护简单现代中大型风力发电机的自动化水平很高,完全可以在无人职守的情况下正常工作,只需定期进行必要的维护,不存在火力发电的大修问题。
(7)实际占地面积小发电机组与监控、变电等建筑仅占火电厂1%的土地,其余场地仍可供农、牧、渔使用。
(8)发电方式多样化风力发电既可并网运行,也可以和其他能源如柴油发电、太阳能发电、水利发电机组形成互补系统,还可以独立运行,因此对于解决边远地区的用电问题提供了现实可行性。
(9)单机容量小由于风能密度低决定了单台风力发电机组容量不可能很大,与现在的火力发电机组和核电机组无法相比。
另外风况是不稳定的,有时无风有时又有破坏性的大风,这都是风力发电必须解决的实际问题。
三、风力机发电机组分类水平轴风力机水平轴风力发电机组按风力机功率调节方式可分为:•定桨距失速型风力发电机组•变桨距失速型风力发电机组•变速恒频型风力发电机组1)定桨距失速型风力发电机组定桨距失速型风力发电机组通过风轮叶片失速来控制风力发电机组在大风时的功率输出,通过叶尖扰流器来实现极端情况下的安全停机问题。
2)变桨距失速型风力发电机组变桨距失速型(主动失速型)风力发电机组在低于额定风速时通过改变桨距角,使其功率输出增加,或保持一定的桨距角运行;在高于额定风速时通过改变叶片桨距角来控制功率输出,稳定在额定功率。
3)变速恒频型风力发电机组变速恒频型风力发电机组的风轮叶片桨距角可以调节,同时发电机可以变速,并输出恒频恒压电能。
在低于额定风速时,它通过改变风轮转速和叶片桨距角使风力发电机组在最佳尖速比下运行,输出最大的功率;在高于额定风速时通过改变叶片桨距角使风力发电机组功率输出稳定在额定功率。
风资源及风轮机概述四、风资源概述(1)风的起源风的形成乃是空气流动的结果。
风就是水平运动的空气,空气运动主要是由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同而形成的。
大气的流动也像水流一样,是从压力高处往压力低处流,太阳能正是形成大气压差的原因。
由于地球自转轴与围绕太阳的公转轴之间存在66.5°的夹角,因此对地球上不同地点太阳照射角度是不同的,而且对同一地点一年中这个角度也是变化的。
地球上某处所接受的太阳辐射能与该地点太阳照射角的正弦成正比。
(2)风的参数风向和风速是两个描述风的重要参数。
风向是指风吹来的方向,如果风是从东方吹来就称为东风。
风速是表示风移动的速度即单位时间内空气流动所经过的距离。
风速是指某一高度连续10min所测得各瞬时风速的平均值。
一般以草地上空10m高处的10min内风速的平均值为参考。
风玫瑰图是一个给定地点一段时间内的风向分布图。
通过它可以得知当地的主导风向。
(3)风能的基本情况○1风能的特点 风能的特点主要有:能量密度低、不稳定性、分布不均匀、可再生、须在有风地带、无污染、分布广泛、可分散利用、另外不须能源运输、可和其它能源相互转换等。
○2风能资源的估算 风能的大小实际就是气流流过的动能,因此可以推导出气流在单位时间内垂直流过单位截面积的风能,即风功率为30.5V ωρ= (1-1)式中 ω为风能(w);ρ为空气密度(kg/m );v 为风速(m/s)。
由于风速是一个随机性很大的量,必须通过一段时间的观测来了解它的平均状况,一个地方风能潜力的多少要视该地常年平均风能密度的大小。
因此需要求出在一段时间内的平均风能密度,这个值可以将风能密度公式对时间积分后平均来求得。
在风速V 的概率分布p(V)知道后,平均风能密度还可根据下式求得30.5()V P V dV ωρ= (1-2)五、风轮机的理论风轮机又称为风车,是一种将风能转换成机械能、电能或热能的能量转换装置。
风轮机的类型很多通常将其分为水平轴风轮机垂直轴风轮机和特殊风轮机三大类。
但应用最广的还是前两种类型的风轮机。
六、风力发电机的结构与组成(1)风力发电机的分类风力发电机组是将风能转化为电能的装置,按其容量分可分为:小型(10kw以下)、中型(10—100kw)和大型(100kw以上)风力发电机组。
按主轴与地面相对位置又可分为:水平轴风力发电机组和垂直轴风力发电机组。
水平轴风力发电机是目前世界各国风力发电机最为成功的一种形式,主要优点是风轮可以架设到离地面较高的地方,从而减少了由于地面扰动对风轮动态特性的影响。
它的主要机械部件都在机舱中,如主轴、齿轮箱、发电机、液压系统及调向装置等。
而生产垂直轴风力发电机的国家很少,主要原因是垂直轴风力发电机效率低,需启动设备,同时还有些技术问题尚待解决。
在本文中以后不做特殊说明时所指的风力发电机组即为大中型的水平轴风力发电机组。
(2)水平轴风力发电机的结构大中型风力发电机组是由叶片、轮毂、主轴、增速齿轮箱、调向图机构、发电机、塔架、控制系统及附属部件(机舱机座回转体制动器等)组成的。
1)机舱机舱包含着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机等。
2)风轮叶片安装在轮毂上称作风轮,它包括叶片、轮毂、主轴等。
风轮是风力发电机接受风能的部件。
叶片是风力发电机组最关键的部件,现代风力发电机上每个转子叶片的测量长度大约为20米叶片数通常为2枚或3枚,大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料(GRP)制造。
叶片可分为变浆距和定浆距两种叶片,其作用都是为了调速,当风力达到风力发电机组设计的额定风速时,在风轮上就要采取措施,以保证风力发电机的输出功率不会超过允许值。
轮毂是连接叶片和主轴的零部件。
轮毂一般由铸钢或钢板焊接而成,其中不允许有夹渣、砂眼、裂纹等缺陷,并按桨叶可承受的最大离心力载荷来设计。
主轴也称低速轴,将转子轴心与齿轮箱连接在一起,由于承受的扭矩较大,其转速一般小于50r/min,一般由40Cr或其他高强度合金钢制成。
3)增速器增速器就是齿轮箱,是风力发电机组关键部件之一。
由于风轮机工作在低转速下,而发电机工作在高转速下,为实现匹配采用增速齿轮箱。
使用齿轮箱可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。
4)联轴器增速器与发电机之间用联轴器连接,为了减少占地空间,往往联轴器与制动器设计在一起。
5)制动器制动器是使风力发电机停止转动的装置,也称刹车。
6)发电机发电机是风力发电机组中最关键的部件,是将风能最终转变成电能的设备。
发电机的性能好坏直接影响整机效率和可靠性。
大型风电机(100-150千瓦)通常产生690伏特的三相交流电。
然后电流通过风电机旁的变压器(或在塔内),电压被提高至1-3万伏,这取决于当地电网的标准。
风力发电机上常用的发电机有以下几种:①直流发电机,常用在微、小型风力发电机上。
②永磁发电机,常用在小型风力发电机上。
现在我国已经发明了交流电压440/240V的高效永磁交流发电机,可以做成多对极低转速的,特别适合风力发电机。
③同步或异步交流发电机,它的电枢磁场与主磁场不同步旋转,其转速比同步转速略低,当并网时转速应提高。
7)塔架塔架是支撑风力发电机的支架。
塔架有型钢架结构的,有圆锥型钢管和钢筋混凝土的等三种形式,风电机塔载有机舱及转子。
8)调速装置风速是变化的,风轮的转速也会随风速的变化而变化。
为了使风轮运转所需要额定转速下的装置称为调速装置,调速装置只在额定风速以上时调速。
目前世界各国所采用的调速装置主要有以下几种:○1可变浆距的调速装置;○2定浆距叶尖失速控制的调速装置;○3离心飞球调速装置;○4空气动力调速装置;○5扭头、仰头调速装置。
9)调向(偏航)装置调向装置就是使风轮正常运转时一直使风轮对准风向的装置。
借助电动机转动机舱以使转子正对着风。
偏航装置由电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来感觉风向。
通常在风改变其方向时,风电机一次只会偏转几度。
10)风力发电机微机控制系统风力发电机的微机控制属于离散型控制,是将风向标、风速计、风轮转速、发电机电压、频率、电流、发电机温升、增速器温升、机舱振动、塔架振动、电缆过缠绕、电网电压、电流、频率等传感器的信号经A/D转换,输送给单片机再按设计程序给出各种指令实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、运行中机组故障的自动停机、自动电缆解绕、过振动停机、过大风停机等的自动控制。
自我故障诊断及微机终端故障输出需维修的故障,由维修人员维修后给微机以指令,微机再执行自动控制程序。
风电场的机组群可以实现联网管理、互相通信,出现故障的风机会在微机总站的微机终端和显示器上读出、调出程序和修改程序等,使现代风力发电机真正实现了现场无人职守的自动控制。
11)电缆扭缆计数器电缆是用来将电流从风电机运载到塔下的重要装置。
但是当风电机偶然沿一个方向偏转太长时间时,电缆将越来越扭曲,导致电缆扭断或出现其他故障。
因此风力发电机配备有电缆扭曲计数器,用于提醒操作员应该将电缆解开了。
风力发电机还会配备有拉动开关在电缆扭曲太厉害时被激发,断开装置或刹车停机,然后解缆。