【風力發(fa)電機(ji)(ji)】風力發(fa)電機(ji)(ji)原理(li) 風力發(fa)電機結構 風力發(fa)電機類(lei)型(xing)

一、風力發電機原理

風力發電機的(de)(de)原(yuan)理，是(shi)利用風力帶(dai)動風車(che)葉片旋(xuan)轉，再透過增速機(ji)將旋(xuan)轉的(de)(de)速度(du)(du)提升(sheng)，來(lai)促使發(fa)電(dian)機(ji)發(fa)電(dian)。依據目前的(de)(de)風力發(fa)電(dian)機(ji)技術，大(da)約是(shi)每秒三(san)公尺的(de)(de)微(wei)風速度(du)(du)（微(wei)風的(de)(de)程度(du)(du)），便可以開(kai)始發(fa)電(dian)。

二、風力發電機結構

機(ji)(ji)艙：機(ji)(ji)艙包容著風(feng)力(li)發(fa)電機(ji)(ji)的(de)關鍵設備，包括(kuo)齒輪箱、發(fa)電機(ji)(ji)。維護人員可以(yi)通過風(feng)力(li)發(fa)電機(ji)(ji)塔進入機(ji)(ji)艙。機(ji)(ji)艙左端是風(feng)力(li)發(fa)電機(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)，即轉(zhuan)子(zi)葉片及軸。

轉子(zi)葉(xie)片：捉獲風，并(bing)將風力傳(chuan)送(song)到(dao)轉子(zi)軸(zhou)心。現代600千瓦(wa)風力發電機上，每個轉(zhuan)子葉片的(de)測量(liang)長(chang)度大(da)約為(wei)20米，而且被設計得很(hen)象(xiang)飛機的(de)機翼。

軸心：轉子軸心附著在風力發電機的低速(su)軸上(shang)。

低速軸(zhou)：風力發電機的低速軸(zhou)將轉子軸(zhou)心與齒輪箱連接(jie)在一起(qi)。在現代600千瓦風力發電機上，轉子轉速相當慢，大約為19至30轉每分鐘。軸中(zhong)有用于液(ye)壓系統的導管，來(lai)激發空(kong)氣動力閘的運行。

齒(chi)輪(lun)箱：齒(chi)輪(lun)箱左(zuo)邊是低(di)速(su)軸(zhou)，它可以將高(gao)速(su)軸(zhou)的轉速(su)提高(gao)至低(di)速(su)軸(zhou)的50倍。

高速軸及其機械(xie)閘：高速軸以(yi)1500轉每分鐘運(yun)轉，并驅動(dong)發(fa)電機(ji)。它裝備有緊(jin)急機(ji)械閘(zha)(zha)，用于空氣動(dong)力閘(zha)(zha)失效時，或風力發(fa)電機(ji)被(bei)維(wei)修時。

發電(dian)(dian)(dian)機(ji)：通常被稱為感應電(dian)(dian)(dian)機(ji)或異步發電(dian)(dian)(dian)機(ji)。在(zai)現代風(feng)力(li)發電(dian)(dian)(dian)機(ji)上，最大電(dian)(dian)(dian)力(li)輸出通常為500至1500千瓦。

偏航裝置：借助電動(dong)機轉動(dong)機艙，以使轉子正對著風(feng)(feng)(feng)。偏航裝置由電子控制器(qi)操(cao)作(zuo)，電子控制器(qi)可(ke)以通(tong)過風(feng)(feng)(feng)向(xiang)(xiang)標來感覺(jue)風(feng)(feng)(feng)向(xiang)(xiang)。圖中顯(xian)示了風(feng)(feng)(feng)力發電機偏航。通(tong)常(chang)，在(zai)風(feng)(feng)(feng)改(gai)變(bian)其方向(xiang)(xiang)時，風(feng)(feng)(feng)力發電機一次只會偏轉幾度。

電(dian)(dian)子控制(zhi)器：包含一臺不(bu)斷監控風(feng)(feng)力(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)計算機(ji)，并(bing)控制(zhi)偏航(hang)裝置。為防止任何(he)故障（即齒輪箱或發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)過(guo)熱），該控制(zhi)器可(ke)以自動(dong)停止風(feng)(feng)力(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)轉動(dong)，并(bing)通過(guo)電(dian)(dian)話調制(zhi)解調器來呼叫風(feng)(feng)力(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)操作員。

液(ye)壓(ya)系(xi)統：用于重置風(feng)力(li)發電(dian)機的空氣動力(li)閘。

冷(leng)(leng)卻(que)元(yuan)件(jian)：包(bao)含一個風扇，用(yong)于冷(leng)(leng)卻(que)發電機(ji)。此(ci)外，它包(bao)含一個油冷(leng)(leng)卻(que)元(yuan)件(jian)，用(yong)于冷(leng)(leng)卻(que)齒輪箱內的油。一些風力發電機(ji)具(ju)有(you)水(shui)冷(leng)(leng)發電機(ji)。

塔：風力發電(dian)機(ji)塔載有機(ji)艙及(ji)轉子。通常高(gao)(gao)的塔具有優(you)勢，因(yin)為離地面越高(gao)(gao)，風速越大。現代600千瓦風汽輪機的塔高(gao)為(wei)40至60米。它可以為管(guan)(guan)狀的塔，也可以是格(ge)子(zi)狀的塔。管(guan)(guan)狀的塔對于維修人員更為安全，因(yin)為他們可以通(tong)過內部的梯子(zi)到達塔頂。格(ge)狀的塔的優點在于它比較(jiao)便宜。

風速(su)(su)計及風向(xiang)標：用(yong)于測量風速(su)(su)及風向(xiang)

尾舵：常見于水平軸上風(feng)向的(de)小型風(feng)力發(fa)電機（一(yi)般在10KW及以(yi)下）。位于回(hui)轉(zhuan)體后方，與(yu)回(hui)轉(zhuan)體相連。主(zhu)要作用一為(wei)調(diao)節(jie)風(feng)機(ji)轉(zhuan)向(xiang)，使風(feng)機(ji)正對風(feng)向(xiang)。作用二是在(zai)大風(feng)風(feng)況的(de)情況下使風(feng)力機(ji)機(ji)頭偏離風(feng)向(xiang)，以(yi)達到降低轉(zhuan)速，保護風(feng)機(ji)的(de)作用。

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(long)型(xing)異步發電機(ji)

功率為600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定(ding)子(zi)向電網輸送不同功率的50Hz交流(liu)電。

2）繞(rao)線式(shi)雙饋異步發電機(ji)

功(gong)率為1500kW，定子向電網輸送50Hz交流(liu)電，轉子由變頻器(qi)控(kong)制，向電網間接輸送(song) 有功(gong)或無功(gong)功(gong)率。

2、同步型

1）永磁同步發電機

功率為750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定子輸出(chu)經全功率(lv)整流(liu)逆(ni)變后向電網(wang)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(shu)出經(jing)全功率(lv)整流(liu)逆變后(hou)向(xiang)電網輸(shu)送(song)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(shang)目前利用最多的(de)形式，功率最大5MW左(zuo)右。

2、垂直軸

是一種(zhong)圓弧形雙葉(xie)片(pian)的結構(gou)（Φ型或稱為達(da)里厄），由于其受風(feng)面積小(xiao)，相應的(de)啟動風(feng)速較高。