【風(feng)力發電機(ji)】風(feng)力發電機(ji)原(yuan)理 風力發電機結構 風力(li)發電機類(lei)型(xing)

一、風力發電機原理

風力發電機的(de)原理，是利用(yong)風力(li)(li)帶動風車(che)葉片旋轉，再透(tou)過(guo)增速機(ji)將旋轉的(de)速度(du)提升，來(lai)促使發(fa)電機(ji)發(fa)電。依(yi)據目前的(de)風力(li)(li)發(fa)電機(ji)技術，大約是每秒三公(gong)尺的(de)微風速度(du)（微風的(de)程度(du)），便可以開始(shi)發(fa)電。

二、風力發電機結構

機(ji)(ji)艙：機(ji)(ji)艙包容著(zhu)風力(li)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)的關鍵設備(bei)，包括齒輪(lun)箱(xiang)、發電(dian)(dian)機(ji)(ji)。維護(hu)人(ren)員可(ke)以(yi)通過風力(li)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)塔進(jin)入機(ji)(ji)艙。機(ji)(ji)艙左端是風力(li)發電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉子，即轉子葉片及軸(zhou)。

轉子葉片：捉獲(huo)風(feng)，并(bing)將風(feng)力傳送(song)到轉子軸心。現代600千(qian)瓦(wa)風力發電機(ji)上(shang)，每(mei)個轉子葉片的測量(liang)長度大(da)約為20米(mi)，而且(qie)被(bei)設計得很象飛機(ji)的機(ji)翼。

軸(zhou)心：轉子(zi)軸(zhou)心附著(zhu)在風(feng)力發(fa)電機的低速軸(zhou)上(shang)。

低速(su)(su)軸(zhou)：風力(li)發電機的低速(su)(su)軸(zhou)將(jiang)轉子軸(zhou)心與齒輪(lun)箱連接在一起。在現代600千瓦(wa)風力發電機上，轉子(zi)轉速相當慢，大(da)約為(wei)19至(zhi)30轉每分鐘。軸中有用于液壓系(xi)統(tong)的(de)導管，來激發(fa)空氣動力(li)閘的(de)運行。

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

高速軸及其機(ji)械(xie)閘：高速軸以(yi)1500轉每分鐘運轉，并驅動(dong)發(fa)電機。它裝備有緊(jin)急機械閘，用于空氣動(dong)力閘失效時，或風力發(fa)電機被維修時。

發電機(ji)：通(tong)常被稱為(wei)感應電機(ji)或(huo)異步發電機(ji)。在現(xian)代風力(li)發電機(ji)上，最大電力(li)輸出通(tong)常為(wei)500至1500千瓦。

偏(pian)航裝置：借助電動機轉動機艙，以使轉子(zi)正對著風。偏(pian)航裝置由電子(zi)控(kong)制(zhi)器(qi)操(cao)作，電子(zi)控(kong)制(zhi)器(qi)可以通過風向標來感覺風向。圖中顯(xian)示了(le)風力(li)(li)發電機偏(pian)航。通常，在(zai)風改變其方向時，風力(li)(li)發電機一次只會(hui)偏(pian)轉幾度(du)。

電(dian)子(zi)控(kong)制(zhi)器：包含一(yi)臺(tai)不(bu)斷監控(kong)風(feng)力發(fa)(fa)電(dian)機(ji)狀(zhuang)態(tai)的(de)計(ji)算機(ji)，并控(kong)制(zhi)偏航裝置。為(wei)防止任何故障（即齒(chi)輪(lun)箱或(huo)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)的(de)過熱），該控(kong)制(zhi)器可以自動(dong)停(ting)止風(feng)力發(fa)(fa)電(dian)機(ji)的(de)轉動(dong)，并通過電(dian)話(hua)調(diao)制(zhi)解調(diao)器來呼叫風(feng)力發(fa)(fa)電(dian)機(ji)操作員(yuan)。

液(ye)壓系統：用于重置(zhi)風力發電機的空(kong)氣動力閘(zha)。

冷(leng)卻(que)元(yuan)件：包含一個風扇，用于冷(leng)卻(que)發電機(ji)。此外，它(ta)包含一個油冷(leng)卻(que)元(yuan)件，用于冷(leng)卻(que)齒輪箱內的油。一些風力發電機(ji)具有水冷(leng)發電機(ji)。

塔(ta)：風力發(fa)電機塔(ta)載有機艙及轉子。通常高的塔(ta)具有優(you)勢(shi)，因為離地(di)面越(yue)高，風速越(yue)大。現代600千瓦風汽輪(lun)機的(de)塔高為40至60米。它(ta)可(ke)(ke)以為(wei)管(guan)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)(de)塔，也可(ke)(ke)以是格子(zi)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)(de)塔。管(guan)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)(de)塔對于維(wei)修人員(yuan)更為(wei)安全，因為(wei)他們可(ke)(ke)以通過內部的(de)(de)梯子(zi)到達塔頂。格狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)(de)塔的(de)(de)優點在于它(ta)比較便宜。

風速(su)計及風向(xiang)標(biao)：用于測量(liang)風速(su)及風向(xiang)

尾舵(duo)：常見(jian)于水平軸上風(feng)(feng)向的小型(xing)風(feng)(feng)力發電機（一般在10KW及以(yi)下）。位于回轉體(ti)后方(fang)，與(yu)回轉體(ti)相連(lian)。主要(yao)作用(yong)一為調節(jie)風(feng)(feng)機(ji)轉向，使(shi)風(feng)(feng)機(ji)正對風(feng)(feng)向。作用(yong)二是(shi)在大(da)風(feng)(feng)風(feng)(feng)況的(de)情況下使(shi)風(feng)(feng)力機(ji)機(ji)頭偏離風(feng)(feng)向，以(yi)達到降低轉速(su)，保護風(feng)(feng)機(ji)的(de)作用(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

功率為600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定子向電網輸(shu)送不同功率的50Hz交(jiao)流電。

2）繞(rao)線(xian)式雙饋異步發電機

功率為1500kW，定子(zi)向電網(wang)輸送50Hz交流電(dian)，轉(zhuan)子由變頻器控制(zhi)，向電(dian)網間接輸送 有(you)功或無功功率。

2、同步型

1）永磁同步發電(dian)機

功(gong)率為750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定(ding)子輸出經全功率整流逆(ni)變后向(xiang)電(dian)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(gong)率整流逆變(bian)后向電網輸送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

世界(jie)上目前利用最多(duo)的形式，功率最大5MW左右。

2、垂直軸

是(shi)一種圓(yuan)弧形雙葉片的結構(gou)（Φ型或稱為(wei)達里厄），由(you)于其(qi)受(shou)風(feng)面(mian)積小，相應(ying)的啟動風(feng)速較(jiao)高(gao)。