发电机VP产品结构演示

目录
1
风力发电机概述
2
风电机组传动系统
3
偏航系统
4
变桨系统
风力机主要部件
风轮
叶片 轮毂
Text in here
塔架
主要部件
机舱
齿轮箱 发电机 偏航系统 制动系统
基础
风力发电机分类
按风轮 结构划分
水平轴风力机 垂直轴风力机
叶片围绕一个水平轴旋转，旋转平面与风向垂直。 风轮围绕一个垂直轴进行旋转。
风力发电机分类
按功率调节方式划分:定桨距与变桨距
定桨距 风力机
叶片固定在轮毂上，桨距角不变，风力机的功率 调节完全依靠叶片的失速性能。当风速超过额定 风速时，在叶片后端将形成边界层分离，使升力 系数下降，阻力系数增加，从而限制了机组功率 的进一步增加。
优点: 缺点:
结构简单
不能保证功率恒定，并且由于阻力增大,导致叶片和 塔架等部件承受的载荷相应增大
变桨系统 功能
保障风机机组安全停机 气动刹车
超过安全风速时或故障停机、 紧急情况下，旋转桨叶到安全 位置，保护风力发电机组，实 现安全停车功能。
变桨系统相关部件
变桨轴承
变桨轴承安装在轮毂上， 通过外圈螺栓把紧。 其内齿圈与变桨驱动 装置啮合运动，并与 叶片联接。
外圈
内圈
变桨驱动装置
变桨齿轮箱
• 变桨驱动装置通过螺柱 与轮毂连接。
结构形式
由于要求的增速比往往很大，风电齿轮箱通 常需要多级齿轮传动。大型风电机组的增速 齿轮箱的典型设计，多采用行星齿轮与定轴 齿轮组成混合轮系的传动方案。
风电机组齿轮箱结构形式
图为一种一级行星+两级定轴齿轮传动的齿轮箱结构，低速轴为行 星齿轮传动后两级为平行轴圆柱齿轮传动，可合理分配传动比，提 高传动效率。

国产600kW交直交双向功率变换器 （IGBT+DSP）
交直交双向功率变换器
?两套PWM控制型三相开关桥“背靠背”，中间存 在电容支撑的直流母线； ?在任一时刻，一套三相桥处于脉冲整流状态； 而另一套处于逆变状态； ?发电机侧三相开关桥采用定子磁场定向矢量控 制和空间电压矢量 PWM控制方法； ?电网侧三相开关桥采用电网电压定向矢量控制 和空间电压矢量 PWM控制方法； ?可实现发电机输出的有功和无功功率解耦控制。
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。
变速笼型异步风力发电机组
变速笼型异步风力发电机组的特点
（1）笼型异步风力发电机运行于变速变频发电状态； （2）运行于小转差率范围，发电机机械特性硬，运行
效率高； （3）发电机机端电压可调，轻载运行效率高； （4）发电机与电网被可控的变流器隔离，系统对电网
波动的适应性好； （5）变流器与发电机功率容量相等，系统成本高。
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：
双馈型异步风力发电机组的原理
?引入转子交流励磁变流器，控制转子电流； ?转子电流的频率为转差频率，跟随转速变化； ?通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于 由电网电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低 于同步转速时都能保持发电状态； ?通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输 出的无功功率； ?转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率， 容量与转差率有关（约为全功率的 S倍）。

• 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。
风力机风能转换效率特性
• 风轮的功率
P 1 AV 3C p 2
• 风能转换率
C p f (TSR, )
• 叶尖速比
TSR m R V
TSR:叶尖速比Tip Speed Rate

:桨距角
双馈型异步风力发电机组的原理
引入转子交流励磁变流器，控制转子电流； 转子电流的频率为转差频率，跟随转速变化； 通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于 由电网电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低 于同步转速时都能保持发电状态； 通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输 出的无功功率； 转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率， 容量与转差率有关（约为全功率的S倍）。
国内外风电功率预测现状 德国： WPMS：ISET（德国太阳能研究所）开发，2001， 应用于四家电网公司 Previento：德国奥尔登堡大学开发，2002 丹麦： Prediktor：Riso开发，1994年开始运行 WPPT：丹麦技术大学开发，1994 Zephy：丹麦技术大学开发，2003
风力发电功率预测的方法
物理方法：先预测风机轮毂高度处的气象信息如 风速和风向，再利用风机的功率曲线得到风机的实 际输出功率；需要利用数值天气预报NWP的信息； 统计方法：实质是在系统的输入（NWP/历史统计 数据/实测数据）和风机功率之间建立一种线性映射 关系。常用的有时间序列法ARMA、卡尔曼滤波、灰 色预测法等； 学习方法：利用人工智能的方法建立输入和输出 之间的非线性模型，如人工神经元网络ANN、小波分 析法、支持向量机法等。 发展趋势：NWP的利用和多种预测方法的综合 由ARMA的平稳性和可逆性分析确定ANN的网络结构 由ANN网络实现次日风电功率的滚动预测

小型风力发电机是一种用于家庭和小型商业 场所的小型风力发电机，具有灵活性和便携 性，但能量转换效率较低。
02
风力发电机结构概述
风轮叶片
01
叶片是风力发电机的核心部件之一，它的主要作用是将风能转化为机械能，进 而通过齿轮箱与主轴将机械能传递到发电机，最终将机械能转化为电能。
02
叶片的材料通常为玻璃纤维或碳纤维复合材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等 特点。
成部分。
风力发电机的技术发展趋势
大容量、高可靠性、长寿命、低噪音、低成本、易维护等特性 是风力发电机技术发展的趋势。
直驱式、半直驱式、双馈式等不同类型风力发电机组的技术特 点与优劣日益凸显。
海上风电技术逐渐成熟，为海上风电的大规模开发提供了技术 支持。
风力发电机的市场前景与发展趋势
全球风力发电市场规模持续扩大，海 上风电市场潜力巨大。
03
叶片的形状和尺寸会根据不同的风力发电机型号而有所不同，但通常都采用空 气动力学设计，以最大化捕风效率。
齿轮箱与主轴
齿轮箱是风力发电机中连接风轮叶片和发电机 的关键部件，它能够将风轮叶片的转速提升到 发电机所需的速度。
主轴是连接齿轮箱和发电机的轴，它能够将齿 轮箱传递的机械能传递到发电机。
齿轮箱和主轴通常采用高强度钢材制造，并经 过精密加工和热处理，以确保其高精度和长寿 命。
气动性能
叶片的气动性能与形状、材料和表面处理等有关 ，需要经过复杂的气动分析和优化。
强度与稳定性
叶片需要承受复杂的气动载荷和旋转离心力，因 此需要具备足够的强度和稳定性。
齿轮箱与主轴的工作原理
主轴设计
主轴是连接风轮叶片和发电机的重要部件，需要具备高强度、稳 定性和耐疲劳性能。

能源转换
交流发电机是一种将机械能转换为电能的装置，广泛应用于电力系统、工业生产和交通运输等领域。随着能源需 求的增长和环保要求的提高，高效、清洁的发电技术受到越来越多的关注。交流发电机作为一种成熟的发电设备， 在能源转换领域发挥着重要作用。
填补电力缺口
随着经济的发展和人口的增长，全球电力需求不断攀升。交流发电机作为一种可靠的发电设备，能够弥补电力供 应的不足，保障社会经济的正常运行。
PART 07
总结与展望
REPORTING
WENKU DESIGN
本次课程总结回顾
交流发电机基本原理
通过本次课程，我们深入了解了交流发电机的工作原理，包括电 磁感应、磁场旋转等基本概念。
发电机类型与特点
课程详细介绍了不同类型的交流发电机，如同步发电机、异步发电 机等，以及它们各自的特点和适用场景。
应用领域
交流发电机在电力系统、工业生产和 交通运输等领域具有广泛的应用。在 电力系统中，交流发电机可作为主力 电源或备用电源，保障电网的稳定运 行；在工业生产中，交流发电机可为 各种机电设备提供动力；在交通运输 领域，交流发电机可用于汽车、船舶 和飞机等交通工具的电力系统。
PART 02
交流发电机工作原理
定期检查与保养项目
01
02
03
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清洁度检查
定期清除发电机表面的灰尘、 油污和杂物，保持通风良好。
紧固情况检查
检查发电机各部件的紧固情况 ，防止因松动而导致的故障。
润滑系统检查
定期检查润滑油的油位和质量 ，及时更换和补充润滑油。
冷却系统检查
检查冷却液的液位和质量，定 期清洗冷却系统，确保散热效
果良好。
交通运输领域应用
汽车工业

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轮叶安装
装配步骤：
首先采用转轮 翻身工具将转轮体 翻身（图中没有表 示）；然后将轮叶 分片装配到相应位 置（图中只显示了 单个轮叶的安装）； 用螺栓将轮叶与枢 轴固定；安装转轮 悬挂装置；再安装 操作架（图中没有 表示出来）。
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外形图
泄水锥结构
剖面图
作用：
1. 是水轮机导水机构的重要组成部分，主要是为尾水导流； 2. 使转轮体内部形成一个封闭油腔，起密封作用。
水导油箱筒
水导油箱筒由二瓣组成，安装时先分别吊入，然后组合安装。
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水导油箱
分瓣配合处
水导油箱由二瓣组成，安装时先分别吊入，然后组合安装 成一个整体，并且与水导油箱筒连接成一体。
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水导轴承体
水导轴瓦支柱螺 丝安装孔
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水导轴承安装
装配步骤：
1.安装水导油箱筒； 2.安装水导油箱； 3.安装水导轴承体； 4.安装水导轴瓦； 5.调整水导轴瓦； 6.安装轴瓦测温装置； 7.安装地板； 8.安装水导轴承盖；
永磁机 上机架 上挡风板 定子 转子
下挡风板 下风罩
推力轴承
推力支 架柱段
推力支 架锥段
空冷器
7
机组顶部布置
8
水轮发电机组结构分类
基础部分 基础支持盖
受油器
轴系部分 主轴 操作油管 水封 水导轴承 推力轴承
发电机部分 发电机定子 发电机转子 上机架 永磁机
9
三维效果图
第二讲 水力机组基本结构
1. 混流式 2. 轴流式 3. 其他 4. 发电机
1
1. 混流式
2
低水头混流式水轮机转轮 高水头混流式水轮机转轮
3
4
2. 轴流式

❖ 主要介绍同步电机的结构、分析方法、运行特性和
它的各种参数。
第十四章 三相同步发电机的基 本工作原理与结构
❖第一节 三相同步发电机的 基本工作原理及分类
一. 三相同步发电机的基本工作原理
❖ 同步发电机(synchronous generator)是将机械能 转变为交流电能的设备。 在火电厂，发电机用汽轮机作原动机，称为汽 轮发电机；在核电站是以核反应堆来代替火电站的 锅炉，原动机仍然是汽轮机； 在水电厂，发电机用水轮机作原动机，称为水 轮发电机； 有的地方用柴油机用作原动机，称为柴油发电 机。 等等
4.同步发电机的冷却方式
❖ 常用的冷却介质有空气、氢气和水。
❖ 目前发电机的冷却方式有：
空气冷却；水-氢-氢，即定子绕组用水冷却，转子 绕组采用氢内冷，定子铁心为氢冷；
水-水-氢，即定子绕组和转子绕组用水冷却，定子 铁心为氢冷。
由于氢气的密度仅为空气的1/4，导热性能比空气 好6倍，其冷却效果比空气好，所以，大容量同步 发电机采用水-氢-氢。
❖ 定子上嵌放有对称三相绕组ax、b-y、c-z。
N
If
n
❖ 转子绕组通以直流电流形成分 布励磁磁场，匝链定子上的各 相绕组。
S
❖ 原动机拖动转子以恒定速度旋
转，励磁磁场随转子一起旋转
，就得到一个机械旋转磁场，
图14-1 同步电机的结构模型该磁场依次切割定子各相绕组
（相当于绕组的导体反向切割
励磁磁场）。
二.水轮发电机
❖ 水轮发电机(hydro-generator)的主要结构型式有 卧式、立式和灯泡贯流式，如图14-13。
❖ 通常小容量水轮发电机多采用卧式结构，中等容量 水轮发电机采用立式或卧式结构，而大容量水轮发 电机则广泛采用立式结构。

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
交流发电机的结构及原理 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利