第三讲风力发电机组的结构及组成

风力发电机组的构成-回复风力发电机组是利用风能将其转化为电能的一种装置。

它由多个部件组成，每个部件都发挥着重要的作用。

本文将一步一步回答关于风力发电机组构成的问题。

一、风力发电机组的主要部件1. 风轮（Rotor）：风轮是风力发电机组的关键部分。

它通常由数个叶片组成，以获得最佳的风能捕获效率。

风轮的材料通常是轻质而坚固的材质，如玻璃纤维或碳纤维。

它通过风力的作用旋转，进而带动发电机发电。

2. 发电机（Generator）：发电机是将风轮的旋转动能转化为电能的设备。

它通常是一种永磁同步发电机，通过风轮旋转产生的机械能转化为电能。

发电机通常将电能输出到电网供人们使用或者储存到蓄电池中。

3. 齿轮箱（Gearbox）：风力发电机组的齿轮箱用于将风轮的旋转速度从低速转换为高速，以适应发电机的工作需要。

齿轮箱通常由多组齿轮组成，以实现速度的适当调整。

它还可以提供额外的力矩，以增加风轮的转速。

4. 控制系统（Control System）：控制系统是风力发电机组的核心部分。

它负责监测和控制风能转化过程中的各个参数，以确保风力发电机组的安全和高效运行。

控制系统可以根据风速的变化调整风轮的转速，以最大限度地利用风能。

二、风力发电机组的辅助部件1. 塔筒（Tower）：塔筒是风力发电机组的支撑结构，用于将风轮设置在适当的高度上。

塔筒通常由钢材制成，具有足够的强度和稳定性以抵御风力的影响。

塔筒的高度决定了风轮能够捕获到的风能的多少，较高的塔筒可以获得更大的风力资源。

2. 控制柜（Control Cabinet）：控制柜是控制系统的一部分，用于集中控制和监测风力发电机组的运行状态。

它通常包括电气元器件和仪器仪表，用于监测各项参数如风速、转速、功率等，以保持系统的稳定运行。

3. 变流器（Converter/Inverter）：变流器是将发电机输出的交流电转换为直流电或者逆变为标准电压和频率的设备。

变流器通常用于将风力发电系统产生的电能转接至电网，以满足人们日常生活和工业生产的需要。

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。

风力发电机组的组成与关键技术长江新能源技术部吴光军空气的流动就是风。

一定速度前进的风吹在静止的风力机叶片上做功并驱动发电机发电，将风能有效地转变成电能。

风力发电机就是由风力机驱动发电机的机组。

本文将对风力发电机的组成和关键技术加以介绍。

1 风力发电机组的组成风力发电机组由风轮、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。

(1)风轮：由叶片和轮毂组成，是风力发电机组获取风能的关键部件。

(2)传动系统：由主轴、齿轮箱和联轴节组成（直驱式除外）。

(3)偏航系统：由风向标传感器、偏航电动机或液压马达、偏航轴承和齿轮等组成。

(4)液压系统：由电动机、油泵、油箱、过滤器、管路和液压阀等组成。

(5)制动系统：分为空气动力制动和机械制动两部分。

(6)发电机：分为异步发电机、同步发电机、双馈异步发电机和低速永磁发电机。

(7)控制与安全系统：保证风力发电机组安全可靠运行，获取最大能量，提供良好的电力质量。

(8)机舱：由底盘和机舱罩组成。

(9)塔架和基础：塔架有筒形和桁架两种结构形式，基础为钢筋混凝土结构。

A.风力发电机的组成G52/G58风力发电机侧视图1 基本框架2 主轴3 轮毂4 叶片5 叶片支承6 齿轮箱7 齿轮连接棒8 盘式制动器9 发电机 10 万向联轴器 11液压单元 12 偏转马达 13 偏转齿轮 14 扭矩传感器 15 顶部控制器G52/G58风力发电机顶视图风力机组内部示意图2 风力发电机组关键技术2.1 机组的设计方法与技术叶片的设计与制造技术—气动设计—结构设计—制造工艺2.2 机组控制技术—功率控制技术—载荷控制技术—并网技术—远程监控技术。

风力发电机的组成部件及其功用风力发电机是将风能转换成机械能，再把机械能转换成电能的机电设备。

风力发电机通常由风轮、对速装置、传动装置、发电机、塔架、停车机构等组成。

下面将以水平轴升力型风力发电机为主介绍它成部件及其工作情况。

图3-3-4和3-3-5是小型和中大型风力发电机的结构示意图。

图3-3-4 小型风力发电机示意图1—风轮2—发电机3—回转体4—调速机构5—调向机构6—手刹车机构7—塔架8—蓄电池9—控图3-3-5 中大型风力发电机示意图1—风轮；2—变速箱；3—发电机；4—机舱；5—塔架。

1 风轮风轮是风力机最重要的部件，它是风力机区别于其它动力机的主要标志。

其作用是捕捉和吸收风能，变成机械能，由风轮轴将能量送给传动装置。

风轮一般由叶片（也称桨叶）、叶柄、轮毂及风轮轴等组成（见图3-3-6）。

叶片横截面形状基本类型图第二节的图3-2-3）：平板型、弧板型和流线型。

风力发电机的叶片横截面的形状，接近于流线型；机的叶片多采用弧板型，也有采用平板型的。

图3-3-7所示为风力发电机叶片（横截面）的几种结构图3-3-6 风轮1.叶片2.叶柄3.轮毂4.风轮轴图3-3-7 叶片结构（a）、(b)—木制叶版剖面； (c)、(d)—钢纵梁玻璃纤维蒙片剖面；(e) —铝合金等弦长挤压成型叶片；(f)—玻璃钢叶片。

木制叶片（图中的a与b）常用于微、小型风力发电机上；而中、大型风力发电机的叶片常从图中的选用。

用铝合金挤压成型的叶片（图中之e），基于容易制造角度考虑，从叶根到叶尖一般是制成等弦的材质在不断的改进中。

1 机头座与回转体风力发电机塔架上端的部件——风轮、传动装置、对风装置、调速装置、发电机等组成了机头，机头结部件是机头座与回转体（参阅后面的图3-3-24）。

（1）机头座它用来支撑塔架上方的所有装置及附属部件，它牢固如否将直接关系到风力机的安危与寿命。

微、小于塔架上方的设备重量轻，一般由底板再焊以加强肋构成；中、大型风力机的机头座要复杂一些，它梁、横梁为主，再辅以台板、腹板、肋板等焊接而成。

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。

风电机组的构成
风电机组的构成：
风力发电机组包括风轮、发电机；风轮中含叶片、轮毂、加固件等组成；它有叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。

风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。

1、机舱。

机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。

维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。

机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。

2、低速轴。

风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。

在现代600千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。

轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。

3、高速轴及其机械闸。

高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。

它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。

4、偏航装置。

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。

图
中显示了风力发电机偏航。

通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。

风力发电机组内部结构
风力发电机组内部结构主要包括风轮、发电机和塔架等组件。

1. 风轮：风力发电机组的核心部件，由多个叶片组成。

叶片通常采用复合材料制造，具有良好的抗风性能和轻质化特点。

根据风轮尺寸的不同，可以分为水平轴式和垂直轴式两种。

2. 发电机：负责将风能转化为电能的部件。

常见的风力发电机组发电机采用的是同步发电机。

发电机通常由转子、定子、励磁系统和电子调速系统等部分组成，通过风轮将机械能转化为电能。

3. 塔架：作为风力发电机组的支架和支撑结构，塔架高度根据风力发电机组容量和风轮直径等参数来设计。

塔架大多采用钢结构，有助于提高发电机组的稳定性和整体结构的抗风能力。

此外，风力发电机组还包括传动系统、控制系统、润滑系统等辅助组件，以及变频器和电力集电系统等。

传动系统用于将风轮的旋转速度和转矩传递给发电机，控制系统用于监测和控制风力发电机组的运行状态，润滑系统用于保障各个运动部件的正常运转。

变频器用于将发电机输出的交流电转换为适用于电网的频率和电压，电力集电系统用于集中收集和输送发电机组产生的电能。

风力发电机的组成风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备，由多个组件组成。

下面将介绍风力发电机的主要组成部分。

1. 风轮：风轮是风力发电机的核心部件，也是最重要的组成部分之一。

它通常由数个叶片组成，将风能转化为机械能。

风轮的叶片材料通常采用高强度、轻质的复合材料，以便更好地承受风的力量，并且具有良好的耐腐蚀性能。

2. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的关键组件。

当风轮叶片受到风的推动而旋转时，通过传动装置将机械能传递给发电机，发电机则将机械能转化为电能。

发电机通常采用同步发电机，其工作原理是利用电磁感应原理，通过转子和定子之间的相对运动产生感应电流。

3. 塔架：塔架是支撑风力发电机和风轮的重要支架。

它的作用是将风轮提升到较高的高度，以便获取到更稳定、更强劲的风能资源。

塔架通常采用钢结构，具有足够的强度和稳定性，以应对复杂的环境条件和风的力量。

4. 控制系统：控制系统是风力发电机的智能核心，用于监控和控制整个发电系统的运行。

它可以实时监测风速、风向、发电机的工作状态等参数，并根据这些参数进行智能调节和控制，以确保风力发电机的安全稳定运行。

控制系统还可以对发电机进行故障检测和维护，提高发电机的可靠性和稳定性。

5. 变速箱：变速箱是将风轮旋转的低速机械能转化为发电机需要的高速机械能的装置。

由于风速是不稳定的，需要通过变速箱来调整风轮的转速，使其与发电机的额定转速相匹配，以确保发电机的正常工作。

6. 停机制：停机制是风力发电机的安全保护装置，用于在遇到极端天气或故障情况下停止发电机的运行。

当风力发电机检测到风速过大或发生其他故障时，停机制会自动启动，将发电机刹车停止，以保护整个系统的安全。

7. 电缆和输电系统：电缆和输电系统用于将风力发电机产生的电能传输到消费者或电网中。

电缆将发电机产生的电能传输到变电站，经过变压、变频等处理后，再通过输电系统将电能传输到需要的地方。

风力发电机的组成部分都起着重要的作用，各个部件之间相互配合，共同实现将风能转化为电能的目标。

风力发电机组的组成部分风力发电机组是一种利用风能将其转化为电能的设备。

它主要由风轮、传动装置、发电机、控制系统和支架等几部分组成。

在接下来的文章中，我们将逐一对风力发电机组的这几个组成部分进行详细的介绍。

风轮风轮是风力发电机的核心组成部分，它承担着转化风能为机械能的任务。

它通常是由多个叶片组成，且尺寸和形状各异，一般有二、三、四、五等不同叶片数。

在风能的作用下，叶片旋转，通过传动装置将旋转的能量传递到发电机中。

传动装置传动装置是将叶轮旋转能量传递给发电机的一个重要组成部分，它由减速器和轴系组成。

减速器是将叶轮高速旋转的转速减低至适合发电机的转速。

轴系是机组整个旋转系统的支撑，也是组织叶片旋转的“传动桥梁”。

发电机发电机是将叶轮通过传动装置所传递过来的机械能转化为电能的关键部分。

它的工作原理是利用磁场和电流的相互作用，将机械能转化为电能，这样才能将风能转为可用的能源。

发电机的容量决定了风力发电机组的发电量和输出功率的大小。

控制系统控制系统是风力发电机组的大脑，它可以控制机组安全和高效的运转。

它主要由风速测量系统、偏航控制系统和保护控制系统三个部分组成。

风速测量系统从风速仪接收风速信息，控制机组的转动；偏航控制系统使风能在不同方向吹来时，机组转向对准风源；保护控制系统可以监测机组的运行情况，检测可能出现的故障，保护整个机组安全运行。

支架支架是风力发电机组的支撑系统，不仅支持机组转动和发电，还要承受外界风的冲击和风压。

支架的稳定性和结构的合理性是机组运行的保证，它直接决定机组的寿命和运行安全性。

最后，风力发电机组需要完整、可靠的网络系统对每个部件进行监控和管理。

在低效率的情况下，风力发电机组的维护和管理非常昂贵，这一点需要重视。

维护保养包括检查和更换零部件，也包括保持机组的清洁，尤其是叶片的定期清洗。

只有保证每个部分的正常运行，才能摆脱燃煤和核能等传统能源的依赖，更好地利用风能进行能源转换。