【風力發(fa)電(dian)機】風力發(fa)電(dian)機原理 風力發(fa)電機結構 風力(li)發電機類型

一、風力發電機原理

風力發電機的(de)原理，是(shi)利用風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)帶動風(feng)(feng)(feng)(feng)車葉片旋轉，再透過增速(su)(su)機將旋轉的(de)速(su)(su)度提(ti)升(sheng)，來(lai)促(cu)使(shi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機發(fa)(fa)(fa)電(dian)。依(yi)據目前的(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)力(li)發(fa)(fa)(fa)電(dian)機技術，大約是(shi)每秒(miao)三公尺的(de)微(wei)風(feng)(feng)(feng)(feng)速(su)(su)度（微(wei)風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)程度），便(bian)可以(yi)開(kai)始發(fa)(fa)(fa)電(dian)。

二、風力發電機結構

機(ji)(ji)(ji)艙(cang)：機(ji)(ji)(ji)艙(cang)包(bao)容(rong)著風力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)的關鍵設備，包(bao)括(kuo)齒輪箱、發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)。維護(hu)人員(yuan)可以通(tong)過風力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)塔進入機(ji)(ji)(ji)艙(cang)。機(ji)(ji)(ji)艙(cang)左端是風力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉子(zi)，即轉子(zi)葉片及(ji)軸。

轉子(zi)葉片：捉獲風，并(bing)將風力(li)傳(chuan)送到轉子(zi)軸心。現(xian)代600千瓦風力發電機(ji)上，每個轉子葉片的(de)測量長度大(da)約為20米，而(er)且被設計得很(hen)象飛機的(de)機翼(yi)。

軸(zhou)心(xin)：轉(zhuan)子(zi)軸(zhou)心(xin)附著在風力發電(dian)機(ji)的低速(su)軸(zhou)上。

低速(su)軸：風力發電機的低速(su)軸將轉子軸心與齒輪箱(xiang)連接在(zai)(zai)一(yi)起。在(zai)(zai)現代600千瓦風力發電機上(shang)，轉子轉速相當慢，大(da)約為19至30轉每分鐘。軸中(zhong)有(you)用(yong)于液壓(ya)系(xi)統的(de)(de)導管，來激(ji)發空氣動力閘(zha)的(de)(de)運行。

齒輪箱：齒輪箱左(zuo)邊(bian)是低(di)速(su)軸(zhou)，它可以將高速(su)軸(zhou)的(de)轉速(su)提(ti)高至(zhi)低(di)速(su)軸(zhou)的(de)50倍。

高速軸(zhou)(zhou)及其機(ji)械閘：高速軸(zhou)(zhou)以(yi)1500轉每分(fen)鐘運轉，并驅動發(fa)電(dian)機。它裝(zhuang)備有緊急機械閘，用于空氣動力閘失效時，或風力發(fa)電(dian)機被(bei)維修時。

發電機：通(tong)常被(bei)稱為感應電機或異步發電機。在現代風力發電機上(shang)，最大電力輸出(chu)通(tong)常為500至1500千瓦(wa)。

偏(pian)航(hang)(hang)裝置：借助電(dian)動機(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)動機(ji)(ji)艙，以使轉(zhuan)(zhuan)子正對著風(feng)(feng)(feng)。偏(pian)航(hang)(hang)裝置由(you)電(dian)子控制(zhi)器(qi)操作，電(dian)子控制(zhi)器(qi)可以通過風(feng)(feng)(feng)向標來感覺風(feng)(feng)(feng)向。圖中顯示了風(feng)(feng)(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)偏(pian)航(hang)(hang)。通常，在風(feng)(feng)(feng)改變其(qi)方(fang)向時，風(feng)(feng)(feng)力發(fa)電(dian)機(ji)(ji)一次只會偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)幾(ji)度。

電(dian)子控(kong)制(zhi)器(qi)：包(bao)含(han)一臺不斷監控(kong)風力(li)發電(dian)機狀態(tai)的(de)計算機，并控(kong)制(zhi)偏航裝置。為防止任(ren)何(he)故障（即齒(chi)輪箱或發電(dian)機的(de)過(guo)熱），該(gai)控(kong)制(zhi)器(qi)可以自動停止風力(li)發電(dian)機的(de)轉動，并通過(guo)電(dian)話調(diao)制(zhi)解調(diao)器(qi)來(lai)呼叫風力(li)發電(dian)機操作員。

液壓系統：用于重置風力發電(dian)機(ji)的空氣動力閘。

冷(leng)(leng)卻元(yuan)件(jian)(jian)：包含一(yi)個(ge)風扇，用于冷(leng)(leng)卻發電(dian)機。此(ci)外，它包含一(yi)個(ge)油冷(leng)(leng)卻元(yuan)件(jian)(jian)，用于冷(leng)(leng)卻齒輪箱內的油。一(yi)些(xie)風力發電(dian)機具有水冷(leng)(leng)發電(dian)機。

塔：風力發電機塔載有(you)機艙及轉(zhuan)子。通常高的塔具有(you)優(you)勢，因為離(li)地面越高，風速越大。現代600千瓦(wa)風汽輪機(ji)的塔高為40至60米(mi)。它可(ke)以(yi)為(wei)管(guan)狀的塔，也(ye)可(ke)以(yi)是格子狀的塔。管(guan)狀的塔對(dui)于(yu)(yu)維修人員(yuan)更為(wei)安全(quan)，因(yin)為(wei)他們可(ke)以(yi)通過(guo)內部(bu)的梯子到達塔頂。格狀的塔的優點在于(yu)(yu)它比較便宜(yi)。

風(feng)(feng)速計及(ji)風(feng)(feng)向(xiang)(xiang)標(biao)：用(yong)于測量風(feng)(feng)速及(ji)風(feng)(feng)向(xiang)(xiang)

尾舵：常見于(yu)水平軸上風向(xiang)的小型(xing)風力發電機(ji)（一(yi)般在10KW及(ji)以下）。位于回轉(zhuan)體(ti)后方，與(yu)回轉(zhuan)體(ti)相連。主要作(zuo)用(yong)(yong)一為(wei)調(diao)節風(feng)(feng)(feng)機轉(zhuan)向(xiang)，使(shi)風(feng)(feng)(feng)機正(zheng)對風(feng)(feng)(feng)向(xiang)。作(zuo)用(yong)(yong)二是在大(da)風(feng)(feng)(feng)風(feng)(feng)(feng)況的情況下使(shi)風(feng)(feng)(feng)力(li)機機頭偏(pian)離(li)風(feng)(feng)(feng)向(xiang)，以達到(dao)降低(di)轉(zhuan)速，保(bao)護風(feng)(feng)(feng)機的作(zuo)用(yong)(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(long)型(xing)異(yi)步發電機

功率為600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定(ding)子向(xiang)電網輸送(song)不同功率的50Hz交流(liu)電。

2）繞線式雙饋異步發電機

功率為1500kW，定子(zi)向(xiang)電網輸送50Hz交流電(dian)，轉子(zi)由變頻器控制，向電(dian)網間接輸送 有功(gong)或無功(gong)功(gong)率(lv)。

2、同步型

1）永磁同(tong)步發電(dian)機

功率為750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定(ding)子輸出經全功率整(zheng)流逆變后向(xiang)電(dian)網輸送50Hz交流電。

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(zi)輸(shu)出(chu)經全功(gong)率(lv)整流(liu)逆變后向電(dian)網輸(shu)送(song)50Hz交(jiao)流(liu)電(dian)。

根據葉片形式的不同，現有風力發電機分為：

1、水平軸

世界上目前利(li)用(yong)最多的(de)形式，功(gong)率最大(da)5MW左(zuo)右。

2、垂直軸

是一種圓弧形(xing)雙(shuang)葉片的結(jie)構（Φ型(xing)或稱為達里厄），由于其受風面(mian)積(ji)小，相應的啟動風速較高(gao)。