風力發(fā)電機原理示意圖：終于徹底搞懂了風力發(fā)電原理！

　　風力發(fā)電是把風的動能轉(zhuǎn)為電能。目前已被廣泛應(yīng)用，可是你真的知道風力發(fā)電機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和工作原理嗎？

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　　今天我們試圖通過兩個視頻和相應(yīng)的文字把它通俗易懂的為各位讀者闡述，希望對各位的學習有一定的幫助：

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　　——視頻字幕By e-works

　　風力發(fā)電的原理，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。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。

　　風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行;我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng):風力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆變器。

　　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。

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　　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。現(xiàn)代600千瓦風力發(fā)電機上，每個轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米，而且被設(shè)計得很像飛機的機翼。

　　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。在現(xiàn)代600千瓦風力發(fā)電機上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當慢，大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導管，來激發(fā)空氣動力閘的運行。

　　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。在現(xiàn)代風力發(fā)電機上，最大電力輸出通常為500至1500千瓦。 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。圖中顯示了風力發(fā)電機偏航。通常，在風改變其方向時，風力發(fā)電機一次只會偏轉(zhuǎn)幾度。

　　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。現(xiàn)代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔，也可以是格子狀的塔。管狀的塔對于維修人員更為安全，因為他們可以通過內(nèi)部的梯子到達塔頂。格狀的塔的優(yōu)點在于它比較便宜。

　　【來源】e-works

　　碳道

風力發(fā)電機原理示意圖：風力發(fā)電原理（發(fā)電原理示意圖）

　　風力發(fā)電是把風的動能轉(zhuǎn)為電能。現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用，可是你真的知道風力發(fā)電機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理嗎？

　　上星期給大家共享了“電廠各個設(shè)備原理圖”，今日應(yīng)粉絲要求帶來的風電版的原理構(gòu)成解述~

　　咱們先看一個風電機組透視視頻展示~畫面唯美，風機似籠罩在薄紗中！各位風電“男神”，有沒有被撩到...

　　今日咱們試圖經(jīng)過兩個視頻和相應(yīng)的文字把它通俗易懂的為各位讀者闡述，期望對各位的學習有必定的協(xié)助：

　　風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提高，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)現(xiàn)在的風車技能，大約是每秒三公尺的微風速度(微風的程度)，便能夠開始發(fā)電。

　　風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很盛行;我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電體系效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有必定科技含量的小體系:風力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆變器。

　　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:葉片用來承受風力并經(jīng)過機頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片一直對著來風的方向從而取得最大的風能;轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地滾動以完成尾翼調(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發(fā)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。保護人員能夠經(jīng)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。現(xiàn)代600千瓦風力發(fā)電機上，每個轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米，并且被設(shè)計得很像飛機的機翼。

　　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)子軸心與齒輪箱銜接在一起。在現(xiàn)代600千瓦風力發(fā)電機上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速適當慢，大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓體系的導管，來激起空氣動力閘的運轉(zhuǎn)。

　　齒輪箱:齒輪箱左邊是低速軸，它能夠?qū)⒏咚佥S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。它配備有緊急機械閘，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:一般被稱為感應(yīng)電機或異步發(fā)電機。在現(xiàn)代風力發(fā)電機上，最大電力輸出一般為500至1500千瓦。偏航設(shè)備:憑借電動機滾動機艙，以使轉(zhuǎn)子正對著風。偏航設(shè)備由電子控制器操作，電子控制器能夠經(jīng)過風向標來感覺風向。圖中顯現(xiàn)了風力發(fā)電機偏航。一般，在風改動其方向時，風力發(fā)電機一次只會偏轉(zhuǎn)幾度。

　　電子控制器:包括一臺不斷監(jiān)控風力發(fā)電機狀態(tài)的計算機，并控制偏航設(shè)備。為防止任何故障(即齒輪箱或發(fā)電機的過熱)，該控制器能夠主動停止風力發(fā)電機的滾動，并經(jīng)過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風力發(fā)電機操作員。

　　液壓體系:用于重置風力發(fā)電機的空氣動力閘。

　　冷卻元件:包括一個電扇，用于冷卻發(fā)電機。此外，它包括一個油冷卻元件，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。一般高的塔具有優(yōu)勢，由于離地上越高，風速越大。現(xiàn)代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它能夠為管狀的塔，也能夠是格子狀的塔。管狀的塔關(guān)于維修人員更為安全，由于他們能夠經(jīng)過內(nèi)部的梯子抵達塔頂。格狀的塔的優(yōu)點在于它比較便宜。

風力發(fā)電機原理示意圖：風力發(fā)電機工作原理及原理圖

　　現(xiàn)代變速雙饋風力發(fā)電機的工作原理就是通過葉輪將風能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械轉(zhuǎn)距(風輪轉(zhuǎn)動慣量),通過主軸傳動鏈,經(jīng)過齒輪箱增速到異步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速后,通過勵磁變流器勵磁而將發(fā)電機的定子電能并入電網(wǎng).如果超過發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子也處于發(fā)電狀態(tài),通過變流器向電網(wǎng)饋電.

　　最簡單的風力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構(gòu)成,立在一定高度的塔干上,這是小型離網(wǎng)風機. 最初的風力發(fā)電機發(fā)出的電能隨風變化時有時無,電壓和頻率不穩(wěn)定,沒有實際應(yīng)用價值.為了解決這些問題,現(xiàn)代風機增加了齒輪箱、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等.

　　齒輪箱可以將很低的風輪轉(zhuǎn)速(1500千瓦的風機通常為12-22轉(zhuǎn)/分)變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉(zhuǎn)速(發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速通常為1500轉(zhuǎn)/分).同時也使得發(fā)電機易于控制,實現(xiàn)穩(wěn)定的頻率和電壓輸出.偏航系統(tǒng)可以使風輪掃掠面積總是垂直于主風向.要知道,1500千瓦的風機機艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個系統(tǒng)隨時對準主風向也有相當?shù)募夹g(shù)難度.

　　風機是有許多轉(zhuǎn)動部件的,機艙在水平面旋轉(zhuǎn),隨時偏航對準風向;風輪沿水平軸旋轉(zhuǎn),以便產(chǎn)生動力扭距.對變槳矩風機,組成風輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉(zhuǎn),以便適應(yīng)不同的風況而變槳距.在停機時,葉片要順槳,以便形成阻尼剎車.

　　早期采用液壓系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)葉片槳矩(同時作為阻尼、停機、剎車等狀態(tài)下使用),現(xiàn)在電變距系統(tǒng)逐步取代液壓變距.

　　就1500千瓦風機而言,一般在4米/秒左右的風速自動啟動,在13米/秒左右發(fā)出額定功率.然后,隨著風速的增加,一直控制在額定功率附近發(fā)電,直到風速達到25米/秒時自動停機.

　　現(xiàn)代風機的設(shè)計極限風速為60-70米/秒,也就是說在這么大的風速下風機也不會立即破壞.理論上的12級颶風,其風速范圍也僅為32.7-36.9米/秒.

　　風機的控制系統(tǒng)要根據(jù)風速、風向?qū)ο到y(tǒng)加以控制,在穩(wěn)定的電壓和頻率下運行,自動地并網(wǎng)和脫網(wǎng);同時*齒輪箱、發(fā)電機的運行溫度,液壓系統(tǒng)的油壓,對出現(xiàn)的任何異常進行報警,必要時自動停機,屬于無人值守獨立發(fā)電系統(tǒng)單元.

　　一種新型的風力發(fā)電機原理圖

風力發(fā)電機原理示意圖：風力發(fā)電機工作原理示意圖

　　風力發(fā)電機就作為動力源可以替代人力畜力，在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

　　風力發(fā)電機工作原理：它是將風能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械，又稱風車。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。風力發(fā)電利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應(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。

　　風力發(fā)電機工作原理，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。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。

　　風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。

　　風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風力發(fā)電機＋充電器＋數(shù)字逆變器。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。

　　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。

　　機械連接與功率傳遞水平軸風機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機的傳動軸,此聯(lián)軸節(jié)應(yīng)按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現(xiàn)為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯(lián)軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅(qū)型風機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風機電機類型。

　　隨著科學技術(shù)的逐步發(fā)展，各種新型的風力發(fā)電機也相繼被發(fā)明。但是風力發(fā)電機工作原理還是如以上所述，只是在此基礎(chǔ)上做了很多的改進。關(guān)于這項新能源，相信在以后的發(fā)展中發(fā)展會更加迅猛。

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