【風(feng)力發電(dian)機(ji)】風(feng)力發電(dian)機(ji)原理 風(feng)力(li)發電機結(jie)構 風力發電機類型

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(li)帶(dai)動風車葉(xie)片(pian)旋轉，再透過增速機將旋轉的(de)(de)速度(du)(du)提(ti)升，來促(cu)使發電(dian)機發電(dian)。依據(ju)目前的(de)(de)風力(li)發電(dian)機技術，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(cheng)度(du)(du)），便可以開始發電(dian)。

二、風力發電機結構

機(ji)艙：機(ji)艙包容著風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)的關鍵設備(bei)，包括齒(chi)輪箱、發電(dian)機(ji)。維(wei)護人(ren)員(yuan)可以(yi)通過風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)塔進入(ru)機(ji)艙。機(ji)艙左端是風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)轉子，即(ji)轉子葉(xie)片及軸。

轉子(zi)葉片：捉獲風，并將風力傳送到轉子(zi)軸(zhou)心。現(xian)代(dai)600千瓦(wa)風力(li)發電機上，每個(ge)轉子葉片的測量長(chang)度大約(yue)為20米，而且被設計得很象飛(fei)機的機翼。

軸心：轉子軸心附著(zhu)在風(feng)力發(fa)電機的低速軸上。

低速(su)軸(zhou)：風力(li)發電機的(de)低速(su)軸(zhou)將轉(zhuan)子軸(zhou)心與齒(chi)輪箱連接在(zai)一起。在(zai)現代600千(qian)瓦(wa)風力發(fa)電機(ji)上，轉(zhuan)子轉(zhuan)速相當慢，大約為19至30轉每分鐘(zhong)。軸中有用(yong)于液壓(ya)系統的導管(guan)，來激(ji)發空氣(qi)動力閘的運行。

齒(chi)輪(lun)箱：齒(chi)輪(lun)箱左邊是低速(su)(su)軸，它可以將高速(su)(su)軸的(de)轉速(su)(su)提(ti)高至低速(su)(su)軸的(de)50倍。

高(gao)速軸(zhou)及其機(ji)械閘：高(gao)速軸(zhou)以1500轉每分鐘運轉，并(bing)驅動(dong)(dong)發電機。它裝備有緊急(ji)機械閘，用于空氣動(dong)(dong)力閘失效時，或風力發電機被維修時。

發(fa)電(dian)機：通常(chang)被稱為(wei)感應電(dian)機或異(yi)步(bu)發(fa)電(dian)機。在現代風力發(fa)電(dian)機上，最大電(dian)力輸出通常(chang)為(wei)500至1500千瓦。

偏(pian)航(hang)裝(zhuang)置：借助電(dian)動機(ji)轉(zhuan)(zhuan)動機(ji)艙，以(yi)使轉(zhuan)(zhuan)子正(zheng)對著風(feng)。偏(pian)航(hang)裝(zhuang)置由電(dian)子控(kong)制(zhi)器操作，電(dian)子控(kong)制(zhi)器可以(yi)通(tong)過風(feng)向標來(lai)感(gan)覺風(feng)向。圖中(zhong)顯示了風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)偏(pian)航(hang)。通(tong)常，在(zai)風(feng)改變其方向時，風(feng)力(li)發電(dian)機(ji)一次只會偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)幾度。

電子控(kong)制(zhi)器(qi)：包含一臺不(bu)斷監控(kong)風力發(fa)電機(ji)(ji)狀態的(de)計算機(ji)(ji)，并(bing)控(kong)制(zhi)偏航裝置(zhi)。為防止任何故障（即齒輪箱或發(fa)電機(ji)(ji)的(de)過(guo)熱），該控(kong)制(zhi)器(qi)可以(yi)自動(dong)停止風力發(fa)電機(ji)(ji)的(de)轉動(dong)，并(bing)通過(guo)電話調制(zhi)解調器(qi)來呼叫風力發(fa)電機(ji)(ji)操(cao)作員(yuan)。

液壓系統(tong)：用于重置風(feng)力發電(dian)機(ji)的(de)空氣動力閘。

冷卻(que)元件：包(bao)(bao)含一個風扇，用于冷卻(que)發電(dian)(dian)機(ji)。此外，它包(bao)(bao)含一個油冷卻(que)元件，用于冷卻(que)齒輪箱內(nei)的(de)油。一些風力發電(dian)(dian)機(ji)具有(you)水(shui)冷發電(dian)(dian)機(ji)。

塔：風力發電機塔載有機艙(cang)及(ji)轉(zhuan)子。通常高(gao)(gao)的塔具(ju)有優(you)勢，因為離地面越(yue)高(gao)(gao)，風速越(yue)大。現(xian)代600千瓦風汽輪機(ji)的(de)塔高為(wei)40至60米。它(ta)可(ke)(ke)以(yi)為(wei)(wei)管(guan)狀(zhuang)的(de)(de)塔(ta)，也可(ke)(ke)以(yi)是(shi)格子狀(zhuang)的(de)(de)塔(ta)。管(guan)狀(zhuang)的(de)(de)塔(ta)對(dui)于維修人員更為(wei)(wei)安全，因(yin)為(wei)(wei)他們可(ke)(ke)以(yi)通過內部的(de)(de)梯子到達塔(ta)頂(ding)。格狀(zhuang)的(de)(de)塔(ta)的(de)(de)優(you)點在于它(ta)比較便宜(yi)。

風(feng)速計及(ji)(ji)風(feng)向標：用于測量風(feng)速及(ji)(ji)風(feng)向

尾舵(duo)：常見于(yu)水(shui)平軸上風(feng)向(xiang)的小(xiao)型風(feng)力發電機（一般在(zai)10KW及以下(xia)）。位于(yu)回轉(zhuan)(zhuan)體(ti)后(hou)方，與回轉(zhuan)(zhuan)體(ti)相連。主要作用一為調節風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)向，使風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)正對風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)向。作用二(er)是在(zai)大風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)況的(de)情況下(xia)使風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)力機(ji)機(ji)頭偏離(li)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)向，以達到降(jiang)低轉(zhuan)(zhuan)速，保護風(feng)(feng)(feng)(feng)(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）籠型異(yi)步發電機

功率為600/125kW 750kW 800kW 12500kW，定子向電(dian)網輸送不同功率(lv)的50Hz交(jiao)流電。

2）繞線(xian)式雙饋(kui)異步(bu)發電機(ji)

功(gong)率(lv)為1500kW，定子(zi)向(xiang)電網輸(shu)送50Hz交流電(dian)，轉子由變頻器控制，向電(dian)網(wang)間(jian)接輸(shu)送 有功(gong)或(huo)無功(gong)功(gong)率。

2、同步型

1）永磁(ci)同(tong)步發電機

功率為750kW 1200kW 1500kW，由永磁體產生磁場，定(ding)子輸出經全功率整流逆變后向電網(wang)輸送(song)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(ding)子輸出經全功(gong)率(lv)整流逆變后向電網輸送50Hz交流(liu)電。

根據葉片形式的不同，現有風力發電機分為：

1、水平軸

世界上目前利用最(zui)多的形式，功率(lv)最(zui)大5MW左右。

2、垂直軸

是一種圓(yuan)弧形雙葉片的結構(gou)（Φ型或稱為達(da)里厄），由(you)于(yu)其(qi)受風面積小(xiao)，相應的啟動(dong)風速較高。