風力發(fā)電原理結構組成及主要的小型風力發(fā)電機型和廠家

1、一風力發(fā)電原理風力機是將風的動能轉換成機械能或電能的裝置。風力機風輪葉片在風的作用下產成空氣動 力使風輪旋轉，將動能轉換成機械能，再通過傳 動系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)將機械能轉換成電能。風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術，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

2、逆變器。風力發(fā)電機由機頭、轉體、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；轉體能使機頭靈活地轉動以實現(xiàn)尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，故其輸出的是1325V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發(fā)電機產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,將轉矩傳遞到發(fā)電機的傳動軸,此聯(lián)軸節(jié)應按具有很好的吸收

3、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。風力發(fā)電原理圖二風力發(fā)電機組成機艙：機艙包容著風力發(fā)電機的關鍵設備，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)電機轉子，即轉子葉片及軸。 轉子葉片：捉獲風，并將風力傳送到轉子軸心?，F(xiàn)代600千瓦風力發(fā)電機上，每個轉子葉片的測量長度大約為20米，而且被設計得很象飛機的機翼。軸心：轉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，轉子轉速相當慢，大約為19至30轉每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導管，來激發(fā)

4、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速提高至低速軸的50倍。高速軸及其機械閘：高速軸以1500轉每分鐘運轉，并驅動發(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：借助電動機轉動機艙，以使轉子正對著風。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

5、機的過熱），該控制器可以自動停止風力發(fā)電機的轉動，并通過電話調制解調器來呼叫風力發(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子。通常高的塔具有優(yōu)勢，因為離地面越高，風速越大?，F(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部的梯子到達塔頂。格狀的塔的優(yōu)點在于它比較便宜。風速計及風向標：用于測量風速及風向傳統(tǒng)風力發(fā)電機組成圖三風機類型按風力機風輪轉軸相對地面

6、的位置可分為垂直軸風力機和水平軸風力機垂直軸風力機水平軸風力機垂直軸風力機垂直軸風力機的轉軸垂直于地面。優(yōu)點：可以吸收來自任意方向風的能量，不需要調向機構；另外齒輪箱和發(fā)電機可以安裝在地面，結構簡單，維護方面。缺點：最大功率系數(shù)較低；要在相對較低的尖速比下運行；不能自行啟動；大型垂直軸風力機的氣彈性問題和機械振動問題也較為復雜。水平軸風力機缺點：需要調向機構；齒輪箱和發(fā)電機安裝在位于塔頂?shù)臋C艙內，安裝維護不方便。水平軸風力機按風力機功率調節(jié)方式可分為：a.定槳距失速型風力發(fā)電機組b.變槳矩失速型風力發(fā)電機組c.變速恒頻型風力發(fā)電機組l 定槳距失速調節(jié)型風力發(fā)電機組定獎距是指槳葉與輪載的連接是固

7、定的，槳距角固定不變，即當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之變化。失速型是指槳葉翼型本身所具有的失速特性，當風速高于額定風速69，氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產生渦流，效率降低，來限制發(fā)電機的功率輸出。為了提高風電機組在低風速時的效率，通常采用雙速發(fā)電機（即大/小發(fā)電機）。在低風速段運行的，采用小電機使槳葉縣有較高的氣動效率，提高發(fā)電機的運行效率。 失速調節(jié)型的優(yōu)點是失速調節(jié)簡單可靠，當風速變化引起的輸出功率的變化只通過槳葉的被動失速調節(jié)而控制系統(tǒng)不作任何控制，使控制系統(tǒng)大為減化。其缺點是葉片重晏大（與變槳距風機葉片比較），槳葉、輪載、塔架等部件受力較大，機組的整體效率較低。 2 變

8、槳距調節(jié)型風力發(fā)電機組變槳距是指安裝在輪載上的葉片通過控制改變其槳距角的大小。其調節(jié)方法為：當風電機組達到運行條件時，控制系統(tǒng)命令調節(jié)槳距角調到45”，當轉速達到一定時，再調節(jié)到0“，直到風力機達到額定轉速并網(wǎng)發(fā)電；在運行過程中，當輸出功率小于額定功率時，槳距角保持在0°位置不變，不作任何調節(jié)；當發(fā)電機輸出功率達到額定功率以后，調節(jié)系統(tǒng)根據(jù)輸出功率的變化調整槳距角的大小，使發(fā)電機的輸出功率保持在額定功率。 隨著風電控制技術的發(fā)展，當輸出功率小于額定功率狀態(tài)時，變槳距風力發(fā)電機組采用OptitiP技術，即根據(jù)風速的大小，調整發(fā)電機轉差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比，優(yōu)化輸出功率。 變槳

9、距調節(jié)的優(yōu)點是槳葉受力較小，槳葉做的較為輕巧。槳距角可以隨風速的大小而進行自動調節(jié)，因而能夠盡可能多的吸收風能轉化為電能，同時在高風速段保持功率平穩(wěn)輸出。缺點是結構比較復雜，故障率相對較高。 3 主動失速調節(jié)型風力發(fā)電機組將定槳距失速調節(jié)型與變槳距調節(jié)型兩種風力發(fā)電機組相結合，充分吸取了被動失速和槳距調節(jié)的優(yōu)點，槳葉采用失速特性，調節(jié)系統(tǒng)采用變槳距調節(jié)。在低風速肘，將槳葉節(jié)距調節(jié)到可獲取最大功率位置，槳距角調整優(yōu)化機組功率的輸出；當風力機發(fā)出的功率超過額定功率后，槳葉節(jié)距主動向失速方向調節(jié)，將功率調整在額定值以下，限制機組最大功率輸出，隨著風速的不斷變化，槳葉僅需要微調維持失速狀態(tài)。制動剎車時

10、，調節(jié)槳葉相當于氣動剎車，很大程度上減少了機械剎車對傳動系統(tǒng)的沖擊。 主動失速調節(jié)型的優(yōu)點是其言了定獎距失速型的特點，并在此基礎上進行變槳距調節(jié)，提高了機同頻率后并入電網(wǎng)。機組在葉片設計上采用了變槳距結構。其調節(jié)方法是：在起動階段，通過調節(jié)變槳距系統(tǒng)控制發(fā)電機轉速，將發(fā)電機轉速保持在同步轉速附近，尋找最佳并網(wǎng)時機然后平穩(wěn)并網(wǎng)；在額定風速以下時，主要調節(jié)發(fā)電機反力轉矩使轉速跟隨風速變化，保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；在額定風速以上時，采用變速與槳葉節(jié)距雙重調節(jié)，通過變槳距系統(tǒng)調節(jié)限制風力機獲取能量，保證發(fā)電機功率輸出的穩(wěn)定性，獲取良好的動態(tài)特性；而變速調節(jié)主要用來響應快速變化的風速，減輕槳距調

11、節(jié)的頻繁動作，提高傳動系統(tǒng)的柔性。風力發(fā)電機發(fā)展趨勢：變速恒頻的優(yōu)點是大范圍內調節(jié)運行轉速，來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化，可以最大限度的吸收風能，因而效率較高；控制系統(tǒng)采取的控制手段可以較好的調節(jié)系統(tǒng)的有功功率、無功功率，但控制系統(tǒng)較為復雜。變速恒頻這種調節(jié)方式是目前公認的最優(yōu)化調節(jié)方式，也是未來風電技術發(fā)展的主要方向。四小型風力發(fā)電機由于本項目主要對象是用于水上航標設施等小型的風力發(fā)電機，下面就主要介紹一下小型風力發(fā)電機的狀況。國內主要廠家及產品型號：青島風之翼風力發(fā)電機有限公司600W風力發(fā)電機（FD2.5-600W）600W風力發(fā)電機（FD2.5-600W）產品簡介功率：60

12、0瓦 風輪直徑：2.5米 葉片數(shù)量：3片 葉片材質：增強玻璃鋼 額定轉速：400轉分鐘 額定輸出功率：600瓦 最大輸出功率：750瓦 輸出電壓：直流24伏交流220伏 啟動風速：3米秒 額定風速：8米秒 工作風速：3-25 米秒 安全風速：40米秒 調速方式：偏尾和電磁阻力 充電控制：自動智能控制 風力發(fā)電機類型：永磁三相交流發(fā)電機 工作溫度：零下40度60度 年平均產生能量：1500度 推薦蓄電池容量：300安時 充滿蓄電池時間：8小時 塔架類型：拉鎖塔架或獨立桿塔架 塔架高度：6米 機體重量：40公斤 可以給如下電器提供電源：電視，照明，風扇，充電器。300W風力發(fā)電機（FD2.2-30

13、0W）300W風力發(fā)電機（FD2.2-300W）產品簡介功率：300瓦 風輪直徑：2.2米 葉片數(shù)量：3片 葉片材質：增強玻璃鋼 額定轉速：400轉分鐘 額定輸出功率：300瓦 最大輸出功率：450瓦 輸出電壓：直流24伏交流220伏 啟動風速：3米秒 額定風速：8米秒 工作風速：3-25米秒 安全風速：40米秒 調速方式：偏尾和電磁阻力 充電控制：自動智能控制 風力發(fā)電機類型：永磁三相交流發(fā)電機 工作溫度：零下40度60度 年平均產生能量：750度 推薦蓄電池容量：200安時 充滿蓄電池時間：8小時 塔架類型：拉鎖塔架或獨立桿塔架 塔架高度：6米 機體重量：20公斤 可供負載：照明，風扇，充

14、電器。哈爾濱九洲風力發(fā)電機有限公司風力發(fā)電機（FD-400）風力發(fā)電機 （FD-400）產品簡介型號：FD-400 啟動風速：2ms 額定風速：8ms   額定電壓：28V   額定功率：400W   最大功率：550W 葉片直徑：2.5m 額定轉速：400rmin 限速方式：上仰電磁   整套重量：75kg 用途：可以用于家居照明，小手電鉆，電視，電飯鍋等。揚州神州風力發(fā)電機有限公司風力發(fā)電機（Q600W）風力發(fā)電機（Q600W）產品簡介型號：Q-600 產品名稱：光芒牌 額定電壓（DCV）：24/48 額定電流（DCA）：25/12.5 額定功率（W）：600 啟動風速（米/秒）：2.5 額定風速（米/秒）：10.5 安全風速（米/秒）：45 發(fā)電機工作形式：永磁同步發(fā)電機 風輪直徑（米）：1.6 葉片數(shù)（片）：3 葉片材料：碳纖維復合材料 風機壽命（年）：15-20 包裝形式：膠合板、紙箱 包裝尺寸（mm）：1030*590*250 毛重（kg）：36型號Q600W槳葉數(shù)量三片槳葉受力方式阻力型風機旋轉主軸水平軸式風機公司名稱揚州神州風力發(fā)電機有限公司風力發(fā)電機（S400W）風力發(fā)電機（S400W）產品簡介型號：S-400 產品名稱：光芒牌 額定電壓（DCV）：