風力發(fā)電機工作原理示意圖：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)電機工作原理示意圖：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。

風力發(fā)電機工作原理示意圖：風力發(fā)電機工作原理示意圖_1

　　熱心網(wǎng)友：

　　熱心網(wǎng)友：風力發(fā)電機=將風能-》機械能（葉片的轉(zhuǎn)動，齒輪箱變速）-》電能（發(fā)電機）目前大型風機高度在60-120米（中國最高的80米）?主流機型是變速恒頻，即轉(zhuǎn)子勵磁可以控制。葉片的轉(zhuǎn)速+轉(zhuǎn)子勵磁的轉(zhuǎn)速=發(fā)出的交流電的頻率。故當風速變化時，控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)子的勵磁頻率發(fā)生變化，所以發(fā)出來的交流電的頻率不變。這種風力機具體電路是：電網(wǎng)的電通給變頻器，變頻器將電網(wǎng)電變成高壓直流電，在控制系統(tǒng)的控制下，將直流電變?yōu)樗桀l率的交流電，供給發(fā)電機轉(zhuǎn)子。定子發(fā)出來的電經(jīng)過主開關(guān)（同步開關(guān)）供給變壓器（連接電網(wǎng)）并傳輸。還有定漿距風力機（老式）：葉片失速調(diào)節(jié)，葉片轉(zhuǎn)速不隨風速改變，故不需要變頻器亦能發(fā)出恒定頻率的電?但效率低。目前的研究方向是變速變頻：即葉片隨風速發(fā)生變化，發(fā)電機出來的交流電頻率也變化。風電由于風的不確定性（風速變化），主要難點是解決風速變化所引起的發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化帶來的電的頻率的變化。

　　熱心網(wǎng)友：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.

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風力發(fā)電機工作原理示意圖：風力發(fā)電機最基本結(jié)構(gòu)和原理.ppt

　　鼠籠式異步電機轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子繞組由鐵芯槽內(nèi)的導條和兩端的端環(huán)構(gòu)成若干自閉合的回路。 工作時轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)電流是通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的。 繞線式異步電機轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子繞組特點：繞線式異步電機轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，按三相交流繞組規(guī)律嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)。三相繞組的尾端一般在內(nèi)部星接，首端通過滑環(huán)、電刷引到接線端子上。從而可以和外部裝置進行連接。 繞線式異步電機轉(zhuǎn)子繞組接法 三相繞組首端直接短接，形成閉合回路。 三相繞組首端接三相可調(diào)電阻后再接到一起，可以改善異步電動機的起動和調(diào)速性能。 通過變頻裝置再與電網(wǎng)相接，即異步電動機串級調(diào)速。 通過變頻裝置再與電網(wǎng)相接，即雙饋異步發(fā)電機。 異步電動機的工作原理 異步電動機定子繞組接通三相交流電源。 三相對稱繞組通入三相對稱交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 轉(zhuǎn)子側(cè)物理狀況 轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于轉(zhuǎn)子繞組是自閉合的回路，因此繞組內(nèi)形成感應(yīng)電流。載流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用，形成一個與磁場方向相同的電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)。 異步電動機工作原理 定子繞組接交流電源，三相對稱繞組流過三相對稱交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于轉(zhuǎn)子繞組是自閉合的回路，因此繞組內(nèi)形成感應(yīng)電流。 載流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用，形成一個與磁場方向相同的電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)。 電動機軸上聯(lián)結(jié)機械負載，則異步電動機定子繞組從電網(wǎng)吸收電能，轉(zhuǎn)換成從軸上輸出的機械能。 電生磁，磁生電，轉(zhuǎn)子受力跟著轉(zhuǎn)。 “異步”、“感應(yīng)” 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n始終與磁場轉(zhuǎn)速n1存在差異。如果n=n1，則轉(zhuǎn)子繞組中不再感應(yīng)電流，也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生，異步電機無法實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換則不能正常工作。 轉(zhuǎn)差率s 轉(zhuǎn)差率s： 又稱滑差率。 異步發(fā)電機工作原理 如果原動機驅(qū)動轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n超過磁場轉(zhuǎn)速n1，即n>n1，則轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向改變，定子繞組有功電流方向也改變。電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反為制動性質(zhì)，原動機克服電磁轉(zhuǎn)矩做功，電機定子繞組向電網(wǎng)輸出電能。 異步電動機和異步發(fā)電機比較 異步電動機：0s>0，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動性質(zhì)，電機從電網(wǎng)輸入電功率，從軸上輸出機械功率。 異步發(fā)電機：n>n1，s<0，電磁轉(zhuǎn)矩為制動性質(zhì)，電機從軸上輸入機械功率，向電網(wǎng)輸出電功率。 第五節(jié) 雙饋異步電機基本原理 異步電機定子側(cè)頻率f1與轉(zhuǎn)子側(cè)頻率f2 定子側(cè)頻率為f1。（50Hz，或記為f）。 轉(zhuǎn)子側(cè)頻率為f2。f2=sf1。 即：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越接近磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組交鏈的磁通變化速度越小，頻率就越低。 風力發(fā)電機基本結(jié)構(gòu)和原理 2012、2 第一節(jié) 概述 風力機械及風力發(fā)電 風力機械是蒸汽機出現(xiàn)之前動力機械的一大支柱。 新能源、新機械的出現(xiàn)使風力機械漸漸被淘汰。 19世紀末開始利用風力發(fā)電。 20世紀70年代以后風力發(fā)電進入一個蓬勃發(fā)展的階段。 風力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及運行方式 獨立運行 并網(wǎng)運行 風力-柴油發(fā)電機聯(lián)合運行 風力-太陽光發(fā)電聯(lián)合運行 風力發(fā)電機組 風輪。 傳動、控制裝置。 塔架。 風力發(fā)電機。 電氣系統(tǒng)。 同力發(fā)電機的類型 直流發(fā)電機。 同步發(fā)電機。 異步發(fā)電機。 雙饋發(fā)電機：屬于異步發(fā)電機的一種。 第二節(jié) 基礎(chǔ)知識和基本原理 電磁三大定律 安培環(huán)路定律。（動電生磁原理）。 電磁感應(yīng)定律。（動磁生電原理）。 電磁力定律。（磁、電生力原理）。 安培環(huán)路定律（動電生磁） 定性、定量闡述了磁場與電流的本質(zhì)關(guān)系。 右手螺旋定則：通電的導體產(chǎn)生磁場。磁場方向可用右手螺旋定則判定。 情形一：直導線通入電流。右手握住導線，拇指指向電流方向，則四指環(huán)繞的方向就是磁感線方向。 情形二：螺旋線管通入電流。右手握住螺線管，四指指向電流方向，則拇指指向就是螺線管內(nèi)部的磁感線方向。即拇指指向螺線管的N極。 電磁感應(yīng)定律（動磁生電） 一個線圈，不管什么原因，只要與它相交鏈的磁通量發(fā)生變化，則線圈兩端產(chǎn)生電動勢。感應(yīng)電動勢的大小與線圈匝數(shù)成正比、與磁通的變化率成正比。感應(yīng)電動勢的方向用“楞次定律”判定，即感應(yīng)電動勢的方向總是試圖阻止磁通的變化。 即： 另一種表達形式：切割磁感線的導體感應(yīng)出電動勢。 電磁感應(yīng)定律（動磁生電） 電磁感應(yīng)定律：切割磁感線的導體感應(yīng)出電動勢，感應(yīng)電動勢的大小與磁通密度B、導體長度L、相對運動速度v的乘積成正比，即E=BLv。感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定。 右手定則：伸出右手，拇指與四指垂直，讓磁力線穿入手心、拇指的方向指向?qū)w相對運動方向，則四指的指向就是感應(yīng)電動勢的方向。 電磁力定律（磁、電生力） 電磁力定律：通電的導體在磁場中受到力的作用，電磁力的大小與磁通密度B、導體長度L、電流I的乘積

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