【風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)】風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)原理 風力(li)發電機結構(gou) 風力發(fa)電機類(lei)型

一、風力發電機原理

風力發電機的(de)原理，是利用風力帶動風車葉片旋(xuan)轉，再透過增速機(ji)將旋(xuan)轉的(de)速度提升，來促使發(fa)(fa)電(dian)機(ji)發(fa)(fa)電(dian)。依據目前的(de)風力發(fa)(fa)電(dian)機(ji)技(ji)術，大約(yue)是每秒三公(gong)尺的(de)微風速度（微風的(de)程(cheng)度），便可以開始(shi)發(fa)(fa)電(dian)。

二、風力發電機結構

機(ji)(ji)艙：機(ji)(ji)艙包容著(zhu)風(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)的(de)關鍵設(she)備，包括(kuo)齒輪箱、發(fa)電(dian)機(ji)(ji)。維(wei)護人員可(ke)以通(tong)過風(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)塔進入機(ji)(ji)艙。機(ji)(ji)艙左(zuo)端(duan)是風(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)轉子，即轉子葉片及軸。

轉(zhuan)子(zi)葉片：捉(zhuo)獲(huo)風(feng)，并將(jiang)風(feng)力傳送到轉(zhuan)子(zi)軸心(xin)。現代600千瓦風力(li)發電機(ji)上(shang)，每個轉子葉片的測量長度大約為(wei)20米，而且被設計得(de)很(hen)象(xiang)飛機的機翼。

軸(zhou)(zhou)心：轉子軸(zhou)(zhou)心附著在風力發電(dian)機的低(di)速軸(zhou)(zhou)上(shang)。

低(di)速(su)軸(zhou)(zhou)：風力發(fa)電機的低(di)速(su)軸(zhou)(zhou)將轉(zhuan)子軸(zhou)(zhou)心與齒(chi)輪(lun)箱連接(jie)在(zai)(zai)一(yi)起。在(zai)(zai)現代600千瓦風力發(fa)電機上(shang)，轉子轉速相當(dang)慢(man)，大(da)約為19至(zhi)30轉每分鐘。軸(zhou)中有用于(yu)液(ye)壓系(xi)統的(de)導管，來激(ji)發空氣動力閘(zha)的(de)運行。

齒輪箱(xiang)：齒輪箱(xiang)左(zuo)邊是低速(su)(su)軸，它可以將高(gao)速(su)(su)軸的轉速(su)(su)提(ti)高(gao)至(zhi)低速(su)(su)軸的50倍。

高速軸及(ji)其機械閘(zha)：高速軸以1500轉(zhuan)每(mei)分鐘運轉(zhuan)，并驅動發電(dian)機(ji)。它(ta)裝備有緊急機(ji)械閘，用于空(kong)氣(qi)動力閘失效(xiao)時，或風力發電(dian)機(ji)被維修時。

發(fa)電機：通常(chang)被稱為感應(ying)電機或異(yi)步發(fa)電機。在現代(dai)風(feng)力發(fa)電機上，最(zui)大電力輸出通常(chang)為500至1500千(qian)瓦。

偏航(hang)裝(zhuang)置：借(jie)助(zhu)電動(dong)機轉(zhuan)動(dong)機艙，以使轉(zhuan)子(zi)(zi)正(zheng)對著風(feng)(feng)。偏航(hang)裝(zhuang)置由電子(zi)(zi)控制器操作，電子(zi)(zi)控制器可以通(tong)(tong)過風(feng)(feng)向(xiang)標來(lai)感覺風(feng)(feng)向(xiang)。圖中(zhong)顯示了風(feng)(feng)力發電機偏航(hang)。通(tong)(tong)常，在風(feng)(feng)改變其方向(xiang)時，風(feng)(feng)力發電機一次只會偏轉(zhuan)幾度。

電子控(kong)(kong)制(zhi)器：包含一臺不斷監控(kong)(kong)風力(li)(li)發(fa)電機狀(zhuang)態的(de)計算(suan)機，并控(kong)(kong)制(zhi)偏航(hang)裝置。為防止任何故障(zhang)（即齒輪箱或發(fa)電機的(de)過熱），該控(kong)(kong)制(zhi)器可以自動停止風力(li)(li)發(fa)電機的(de)轉動，并通過電話調制(zhi)解(jie)調器來呼叫(jiao)風力(li)(li)發(fa)電機操(cao)作員。

液壓系統：用(yong)于重置風力發電機的空氣動力閘。

冷(leng)卻元件(jian)：包(bao)含一個風扇，用(yong)于冷(leng)卻發(fa)電(dian)(dian)機。此外，它包(bao)含一個油冷(leng)卻元件(jian)，用(yong)于冷(leng)卻齒輪箱(xiang)內(nei)的油。一些風力發(fa)電(dian)(dian)機具有水冷(leng)發(fa)電(dian)(dian)機。

塔：風(feng)力發電機塔載有機艙(cang)及(ji)轉子。通常高的(de)塔具有優勢，因(yin)為離地面越高，風(feng)速越大。現代600千瓦風汽輪機的(de)塔高為40至60米。它可(ke)以為(wei)管狀(zhuang)(zhuang)的(de)塔，也可(ke)以是格(ge)子狀(zhuang)(zhuang)的(de)塔。管狀(zhuang)(zhuang)的(de)塔對于維修人員更為(wei)安全，因為(wei)他們可(ke)以通過(guo)內部的(de)梯子到達塔頂。格(ge)狀(zhuang)(zhuang)的(de)塔的(de)優點在于它比較便(bian)宜。

風(feng)速計及風(feng)向(xiang)標：用于測(ce)量風(feng)速及風(feng)向(xiang)

尾舵：常見(jian)于水平軸上風向的(de)小型風力(li)發電機（一(yi)般在10KW及以下(xia)）。位于(yu)回轉(zhuan)體后方，與回轉(zhuan)體相(xiang)連。主要作(zuo)(zuo)用(yong)一為(wei)調節風(feng)(feng)機(ji)(ji)轉(zhuan)向(xiang)(xiang)，使(shi)風(feng)(feng)機(ji)(ji)正對(dui)風(feng)(feng)向(xiang)(xiang)。作(zuo)(zuo)用(yong)二是在大風(feng)(feng)風(feng)(feng)況的(de)情況下(xia)使(shi)風(feng)(feng)力機(ji)(ji)機(ji)(ji)頭偏離風(feng)(feng)向(xiang)(xiang)，以達到降低(di)轉(zhuan)速，保護(hu)風(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。

三、風力發電機類型

根據定槳矩失速型風機和變速恒頻變槳矩風機的特點分為：

1、異步型

1）籠型異步發電機(ji)

功率為600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定子向電(dian)網輸送不同功率的50Hz交流電(dian)。

2）繞(rao)線(xian)式雙饋異(yi)步發(fa)電機(ji)

功率為1500kW，定子向電網輸送50Hz交流電，轉子(zi)由(you)變(bian)頻器控(kong)制，向電網間接(jie)輸送 有功或無功功率(lv)。

2、同步型

1）永磁(ci)同步發電機

功率為(wei)750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定子(zi)輸出經全功率(lv)整流逆變后(hou)向電網輸送50Hz交流(liu)電。

2）電勵磁同步發電機

由外接到轉子上的直流電流產生磁場，定子輸出經全功率整流逆變后向電(dian)網輸送50Hz交流電。

根據葉片形式的不同，現有風力發電機分為：

1、水平軸

世(shi)界(jie)上目(mu)前(qian)利用最(zui)多的(de)形式(shi)，功率最(zui)大5MW左(zuo)右(you)。

2、垂直軸

是一種圓弧形雙葉片的結(jie)構(gou)（Φ型或稱為達(da)里厄），由(you)于其(qi)受風面積小(xiao)，相應的啟動(dong)風速較高。