風力發(fā)電機的原理和構(gòu)造：3D動畫演示風力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)及其工作原理，漲知識了

　　今天小編給大家介紹的是風力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)及其工作原理，讓我們先來看一段視頻：

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　　風力發(fā)電機是將風能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義的說，它是一種以太陽微熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電機。風力發(fā)電機利用的是自然能源，相對柴油發(fā)電要好得多。但若應(yīng)急來用的話還是不如柴油發(fā)電機。風力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。

　　一、風力發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)

　　風力發(fā)電機組是由風輪、傳動系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、發(fā)電機、控制與安全系統(tǒng)、機艙、塔架和基礎(chǔ)等組成。

　　各主要組成部分功能簡述如下：

　?。?）葉片 葉片是吸收風能的單元，用于將空氣的動能轉(zhuǎn)換為葉輪轉(zhuǎn)動的機械能。

　　（2）變漿系統(tǒng) 變漿系統(tǒng)通過改變?nèi)~片的槳距角，使葉片在不同風速時處于最佳的吸收風能的狀態(tài)，當風速超過切出風速時，使葉片順槳剎車。

　?。?）齒輪箱 齒輪箱是將風輪在風力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機，并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

　?。?）發(fā)電機 發(fā)電機是將葉輪轉(zhuǎn)動的機械動能轉(zhuǎn)換為電能的部件。轉(zhuǎn)子與變頻器連接，可向轉(zhuǎn)子回路提供可調(diào)頻率的電壓，(金屬加工真不錯)輸出轉(zhuǎn)速可以在同步轉(zhuǎn)速±30%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

　　（5）偏航系統(tǒng) 偏航系統(tǒng)采用主動對風齒輪驅(qū)動形式，與控制系統(tǒng)相配合，使葉輪始終處于迎風狀態(tài)，充分利用風能，提高發(fā)電效率。同時提供必要的鎖緊力矩，以保障機組安全運行。

　?。?）輪轂系統(tǒng) 輪轂的作用是將葉片固定在一起，并且承受葉片上傳遞的各種載荷，然后傳遞到發(fā)電機轉(zhuǎn)動軸上。輪轂結(jié)構(gòu)是3個放射形喇叭口擬合在一起的。

　　（7）底座總成 底座總成主要有底座、下平臺總成、內(nèi)平臺總成、機艙梯子等組成。通過偏航軸承與塔架相連，并通過偏航系統(tǒng)帶動機艙總成、發(fā)電機總成、變漿系統(tǒng)總成。

　　二、風力發(fā)電機的工作原理

　　簡單來說，風力發(fā)電機的工作原理是通過風力推動葉輪旋轉(zhuǎn)，再通過傳動系統(tǒng)增速來達到發(fā)電機的轉(zhuǎn)速后來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，(金屬加工真不錯)有效的將風能轉(zhuǎn)化成電能。依據(jù)目前的風車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發(fā)電。

　　大型與電網(wǎng)接駁的風力發(fā)電機的最常見的結(jié)構(gòu)是橫軸式三葉片風輪，并安裝在直立管狀塔桿上風輪葉片由復(fù)合材料制造。不像小型風力發(fā)電機，大型風電機的風輪轉(zhuǎn)動相當慢。比較簡單的風力發(fā)電機是采用固定速度的。通常采用兩個不同的速度-在弱風下用低速和在強風下用高速。這些定速風電機的感應(yīng)式異步發(fā)電機能夠直接發(fā)產(chǎn)生電網(wǎng)頻率的交流電。

　　比較新型的設(shè)計一般是可變速的（比如V52-850千瓦風電機轉(zhuǎn)速為每分鐘14轉(zhuǎn)到每分鐘31.4轉(zhuǎn)）。利用可變速操作，風輪的空氣動力效率可以得到改善，從而提取更多的能量，而且在弱風情況下噪音更低。因此，變速的風電機設(shè)計比起定速風電機，越來越受歡迎。

　　機艙上安裝的感測器探測風向，透過轉(zhuǎn)向機械裝置令機艙和風輪自動轉(zhuǎn)向，面向來風，(金屬加工真不錯)風輪的旋轉(zhuǎn)運動通過齒輪變速箱傳送到機艙內(nèi)的發(fā)電機（如果沒有齒輪變速箱則直接傳送到發(fā)電機）。

　　所有風力發(fā)電機的功率輸出是隨著風力而變的。強風下最常見的兩種限制功率輸出的方法（從而限制風輪所承受壓力）是失速調(diào)節(jié)和斜角調(diào)節(jié)。使用失速調(diào)節(jié)的風電機，超過額定風速的強風會導(dǎo)致通過葉片的氣流產(chǎn)生擾流，令風輪失速。當風力過強時，業(yè)片尾部制動裝置會動作，令風輪剎車。使用斜角調(diào)節(jié)的風電機，每片葉片能夠以縱向為軸而旋轉(zhuǎn)，葉片角度隨著風速不同而轉(zhuǎn)變，從而改變風輪的空氣動力性能。當風力過強時，葉片轉(zhuǎn)動至迎氣邊緣面向來風，從而令風輪剎車。

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風力發(fā)電機的原理和構(gòu)造：簡單易懂！風力發(fā)電機原理及結(jié)構(gòu)知識介紹

　　風力發(fā)電機發(fā)展歷史淵源于1891年,丹麥人PoulLaCour首個制造了用來發(fā)電的風車。1941-42丹麥的F.L.Smidth公司建造的風車可以看成世界現(xiàn)代風車的前身，至今已有3000年的歷史。

　　一、什么是風力發(fā)電機

　　風力發(fā)電機是將風能轉(zhuǎn)換為機械功，機械功帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流電的電力設(shè)備。風力發(fā)電機一般有風輪、發(fā)電機(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機構(gòu)和儲能裝置等構(gòu)件組成。

　　二、風力發(fā)電機原理

　　風力發(fā)電的原理，是將風能轉(zhuǎn)換為機械能，機械能轉(zhuǎn)換為電能的電力設(shè)備。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機。是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。

　　風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。

　　三、風力發(fā)電機構(gòu)造

　　風力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。

　　機艙：機艙包容著風力發(fā)電機的關(guān)鍵設(shè)備，包括齒輪箱、發(fā)電機。維護人員可以通過風力發(fā)電機塔進入機艙。機艙左端是風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片及軸。

　　轉(zhuǎn)子葉片：捉獲風，并將風力傳送到轉(zhuǎn)子軸心。

　　軸心：轉(zhuǎn)子軸心附著在風力發(fā)電機的低速軸上。

　　低速軸：風力發(fā)電機的低速軸將轉(zhuǎn)子軸心與齒輪箱連接在一起。

　　齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高至低速軸的50倍。

　　高速軸及其機械閘：高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運轉(zhuǎn)，并驅(qū)動發(fā)電機。它裝備有緊急機械閘，用于空氣動力閘失效時，或風力發(fā)電機被維修時。

　　發(fā)電機：通常被稱為感應(yīng)電機或異步發(fā)電機。

　　偏航裝置：借助電動機轉(zhuǎn)動機艙，以使轉(zhuǎn)子正對著風。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過風向標來感覺風向。

　　電子控制器：包含一臺不斷監(jiān)控風力發(fā)電機狀態(tài)的計算機，并控制偏航裝置。為防止任何故障（即齒輪箱或發(fā)電機的過熱），該控制器可以自動停止風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)動，并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風力發(fā)電機操作員。

　　液壓系統(tǒng)：用于重置風力發(fā)電機的空氣動力閘。

　　冷卻元件：包含一個風扇，用于冷卻發(fā)電機。此外，它包含一個油冷卻元件，用于冷卻齒輪箱內(nèi)的油。一些風力發(fā)電機具有水冷發(fā)電機。

　　塔：風力發(fā)電機塔載有機艙及轉(zhuǎn)子。通常高的塔具有優(yōu)勢，因為離地面越高，風速越大。

　　風速計及風向標：用于測量風速及風向

　　尾舵：常見于水平軸上風向的小型風力發(fā)電機（一般在10KW及以下）。位于回轉(zhuǎn)體后方，與回轉(zhuǎn)體相連。主要作用一為調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)向，使風機正對風向。作用二是在錦工風況的情況下使風力機機頭偏離風向，以達到降低轉(zhuǎn)速，保護風機的作用。

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風力發(fā)電機的原理和構(gòu)造：風力發(fā)電機構(gòu)造及原理培訓(xùn).ppt

　　* 風力機控制系統(tǒng) * 主控系統(tǒng)：主控系統(tǒng)是風機控制系統(tǒng)的主體，它實現(xiàn)自動啟動、自動調(diào)向、自動調(diào)速、自動并網(wǎng)、自動解列、故障自動停機、自動電纜解繞及自動記錄與監(jiān)控等重要控制、保護功能。 對外的三個主要接口系統(tǒng)就是監(jiān)控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器），它與監(jiān)控系統(tǒng)接口完成風機實時數(shù)據(jù)及統(tǒng)計數(shù)據(jù)的交換，與變槳控制系統(tǒng)接口完成對葉片的控制，實現(xiàn)最錦工能捕獲以及恒速運行，與變頻系統(tǒng)（變頻器）接口實現(xiàn)對有功功率以及無功功率的自動調(diào)節(jié)。 主控制系統(tǒng) * * 變槳控制系統(tǒng)：控制時一般都以發(fā)電機額定功率或轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為界，即當發(fā)電機輸出功率（轉(zhuǎn)速）低于額定值時，進行變速恒頻控制，最大捕獲風能；而當輸出功率（轉(zhuǎn)速）高于額定值時，進行變槳距控制，維持發(fā)電機功率在額定值附近。要實現(xiàn)真正的獨立變槳,輸入變量包括槳葉節(jié)距角變化和風速，以及每個槳葉受力等,實現(xiàn)多變量控制。 * 液壓變槳 系統(tǒng)組成： 油箱、液壓動力泵、動力單元蓄壓器、液壓管路、旋轉(zhuǎn)接頭、變槳系統(tǒng)蓄壓器以及三套獨立的變槳裝置 優(yōu)點：單位體積小、重量輕、扭矩大無需變速機構(gòu)，在失電時將蓄壓器作為備用動力源對槳葉進行順槳作業(yè)；增容便捷。 缺點：漏油，對環(huán)境要求較高（溫度） * 原理 液壓變槳 ?變槳距伺服控制系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。變槳距控制系統(tǒng)由信號給定、比較器、位置（槳距）控制器、速率控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機構(gòu)和反饋回路組成。 * 電動變槳 驅(qū)動器、編碼器、限位開關(guān)、電池（超級電容） * 偏航系統(tǒng) * 偏航系統(tǒng)組成部件 * 偏航系統(tǒng)組成部件 * 偏航系統(tǒng)組成部件 * 偏航系統(tǒng)組成部件 * * C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 產(chǎn)品技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)之 風力發(fā)電機組工作原理基礎(chǔ) 江蘇華創(chuàng)光電科技有限公司 * 目錄 風力發(fā)電背景 風電機組的工作原理 風電機組的結(jié)構(gòu) 風電機組控制系統(tǒng) 風力發(fā)電背景 * 一、化石能源枯竭 全球能源形勢 礦物燃料消耗過度 環(huán)境壓力日益嚴重 每年消耗56億噸煤 25億噸石油 至2030年二氧化碳排放上漲50%，每年420多億噸 石油價格波動，煤炭價格持續(xù)上漲 煤炭150年，石油80年枯竭 能源安全受到挑戰(zhàn) * 二、碳排放和溫室效應(yīng) 各種全球變暖背景下的極端氣候影響在世界各國頻頻上演，暴雪、颶風、洪水、干旱……全球氣候變暖還引起冰川崩塌消融、海平面上升、糧食減產(chǎn)、物種滅絕……全球氣候變化是由化石燃料燃燒排放大量溫室氣體而造成的。 化石燃料占二氧化碳排放量比重 化石能源 2006二氧化碳排放量 Mt 2008二氧化碳排放量 Mt 百分比 煤 8336 8672 73.5% 石油 882 859 7.2% 燃氣 2217 2320 19.6% 總量 11435 11851 100% 世界能源利用發(fā)展趨勢從依賴常規(guī)化石能源如石油、煤、天然氣）轉(zhuǎn)向充分利用可再生能源（風能、太陽能、生物質(zhì)能等）。其中風電可以減少溫室氣體排放，平均每提供100萬千瓦時的電量，可以減少600噸二氧化碳排放量。 2009年，全球二氧化碳含量由于風能的應(yīng)用減少了228.7Mt，相當于全年因發(fā)電而產(chǎn)生的二氧化碳總量的1.93%。 特點： 風能是一種取之不盡用之不竭的能源 利用風能可以在相對短的時間內(nèi)產(chǎn)出大量電能? 風能是一種不產(chǎn)生二氧化碳的能源形式，有利于減少溫室氣體的排放 * 風能是地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起大氣層中壓力分布不均，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動，即形成風。 風能作為一種高效清潔的永不枯竭的能源正受到越來越多國家的高度重視。 全球的風能約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，是全球可開發(fā)利用水能資源總量的10多倍，相當于10800億噸標準煤產(chǎn)生的能量，約是全世界目前能源消費量的100倍。 * 風能 * 目錄 風力發(fā)電背景 風電機組的工作原理 風電機組的結(jié)構(gòu) 風電機組控制系統(tǒng) 風電機組的工作原理和結(jié)構(gòu) 風

風力發(fā)電機的原理和構(gòu)造：風力發(fā)電機的原理和結(jié)構(gòu)

　　風力發(fā)電機有著悠久的發(fā)展歷史。它將風能轉(zhuǎn)化為機械功，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出交流電給設(shè)備。風力發(fā)電機一般由風輪、發(fā)電機、方向調(diào)節(jié)器、塔架、限速安全機構(gòu)和儲能裝置組成。

　　風力發(fā)電機是一種以太陽為熱源，大氣為工質(zhì)的熱能利用發(fā)動機；它是一種利用風來帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，然后通過增速器來加速轉(zhuǎn)速，促使發(fā)電機發(fā)電的裝置。

　　由于風量不穩(wěn)定，風力發(fā)電機輸出的是13~25V交流電，必須經(jīng)過充電器整流，然后給蓄電池充電，這樣風力發(fā)電機產(chǎn)生的電能就可以變成化學能。然后利用帶保護電路的逆變電源將電池中的化學能轉(zhuǎn)換成交流220V市電，保證穩(wěn)定使用。

　　機艙包含風力發(fā)電機的關(guān)鍵設(shè)備，包括齒輪箱和發(fā)電機。維修人員可以通過風力發(fā)電機塔架進入機艙。機艙的左端是風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片和軸。轉(zhuǎn)子葉片用于捕捉風并將其傳遞給轉(zhuǎn)子軸。

　　轉(zhuǎn)子軸連接到風力發(fā)電機的低速軸上，風力發(fā)電機將轉(zhuǎn)子軸與齒輪箱連接起來。變速箱左側(cè)是低速軸，可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高到低速軸的50倍；而高速軸以1500轉(zhuǎn)/分的速度運轉(zhuǎn)并驅(qū)動發(fā)電機，發(fā)電機配備有緊急機械制動器，用于空氣動力制動器的故障或風力發(fā)電機的維護。

　　風力發(fā)電機的運行狀態(tài)需要由設(shè)備來監(jiān)控。電子控制器起著這樣的作用。為了防止任何故障，控制器可以自動停止風力發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)，并通過電話調(diào)制解調(diào)器呼叫風力發(fā)電機操作員。

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