風力發(fā)動機原理圖：終于徹底搞懂了風力發(fā)電原理！

　　風力發(fā)電是把風的動能轉為電能。目前已被廣泛應用，可是你真的知道風力發(fā)電機內部的結構和工作原理嗎？

　　上周給大家分享了“電廠各個設備原理圖”（點擊查看詳情），今天應粉絲要求帶來的風電版的原理構成解述~

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　　今天我們試圖通過兩個視頻和相應的文字把它通俗易懂的為各位讀者闡述，希望對各位的學習有一定的幫助：

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　　——視頻字幕By e-works

　　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。

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　　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。現(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，而且被設計得很像飛機的機翼。

　　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)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。現(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。

　　【來源】e-works

　　碳道

風力發(fā)動機原理圖：風力發(fā)電原理（發(fā)電原理示意圖）

　　風力發(fā)電是把風的動能轉為電能。現(xiàn)在已被廣泛應用，可是你真的知道風力發(fā)電機內部的結構和作業(yè)原理嗎？

　　上星期給大家共享了“電廠各個設備原理圖”，今日應粉絲要求帶來的風電版的原理構成解述~

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　　今日咱們試圖經(jīng)過兩個視頻和相應的文字把它通俗易懂的為各位讀者闡述，期望對各位的學習有必定的協(xié)助：

　　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高，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)現(xiàn)在的風車技能，大約是每秒三公尺的微風速度(微風的程度)，便能夠開始發(fā)電。

　　風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很盛行;我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風力發(fā)電體系效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有必定科技含量的小體系: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:葉片用來承受風力并經(jīng)過機頭轉為電能;尾翼使葉片一直對著來風的方向從而取得最大的風能;轉體能使機頭靈活地滾動以完成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發(fā)生電能。

　　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。保護人員能夠經(jīng)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。現(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，并且被設計得很像飛機的機翼。

　　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銜接在一起。在現(xiàn)代600千瓦風力發(fā)電機上，轉子轉速適當慢，大約為19至30轉每分鐘。軸中有用于液壓體系的導管，來激起空氣動力閘的運轉。

　　齒輪箱:齒輪箱左邊是低速軸，它能夠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。它配備有緊急機械閘，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:一般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，最大電力輸出一般為500至1500千瓦。偏航設備:憑借電動機滾動機艙，以使轉子正對著風。偏航設備由電子控制器操作，電子控制器能夠經(jīng)過風向標來感覺風向。圖中顯現(xiàn)了風力發(fā)電機偏航。一般，在風改動其方向時，風力發(fā)電機一次只會偏轉幾度。

　　電子控制器:包括一臺不斷監(jiān)控風力發(fā)電機狀態(tài)的計算機，并控制偏航設備。為防止任何故障(即齒輪箱或發(fā)電機的過熱)，該控制器能夠主動停止風力發(fā)電機的滾動，并經(jīng)過電話調制解調器來呼叫風力發(fā)電機操作員。

　　液壓體系:用于重置風力發(fā)電機的空氣動力閘。

　　冷卻元件:包括一個電扇，用于冷卻發(fā)電機。此外，它包括一個油冷卻元件，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。一般高的塔具有優(yōu)勢，由于離地上越高，風速越大。現(xiàn)代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它能夠為管狀的塔，也能夠是格子狀的塔。管狀的塔關于維修人員更為安全，由于他們能夠經(jīng)過內部的梯子抵達塔頂。格狀的塔的優(yōu)點在于它比較便宜。

風力發(fā)動機原理圖：風力發(fā)電機原理

　　風力發(fā)電機原理

　　風力發(fā)電機的原理，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。把風能轉變?yōu)殡娔苁秋L能利用中最基本的一種方式。風力發(fā)電機一般有風輪、發(fā)電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成超低速風力發(fā)電機為一由轉動盤、固定盤、風輪葉片、固定輪、立竿、集電環(huán)盤、舵桿、尾舵和逆變器組成的系統(tǒng)。轉動盤和固定盤構成該系統(tǒng)的發(fā)電機，逆變器包括50赫正弦波振蕩器、整形電路、低壓輸出電路和倒相推挽電路。本系統(tǒng)中的發(fā)電機的優(yōu)點，一是具有超低速建壓特點，能在葉片轉速低于每分鐘100轉時正常發(fā)電，為弱風地區(qū)風力資源的開發(fā)利用提供了新途徑；二是結構簡易，鐵芯無開槽，也無電樞繞組，易維修，使用壽命長.

　　風力發(fā)電機的原理，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，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。

　　通常人們認為，風力發(fā)電的功率完全由風力發(fā)電機的功率決定，總想選購大一點的風力發(fā)電機，而這是不正確的。目前的風力發(fā)電機只是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關系。功率的大小更主要取決于風量的大小，而不僅是機頭功率的大小。在內地，小的風力發(fā)電機會比大的更合適。因為它更容易被小風量帶動而發(fā)電，持續(xù)不斷的小風，會比一時狂風更能供給較大的能量。當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能，也就是說一臺200W風力發(fā)電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用，獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。

　　使用風力發(fā)電機，就是源源不斷地把風能變成我們家庭使用的標準市電，其節(jié)約的程度是明顯的，一個家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價。而現(xiàn)在的風力發(fā)電機比幾年前的性能有很大改進，以前只是在少數(shù)邊遠地區(qū)使用，風力發(fā)電機接一個15W的燈泡直接用電，一明一暗并會經(jīng)常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術進步，采用先進的充電器、逆變器，風力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng)，并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個常年不花錢的路燈；高速公路可用它做夜晚的路標燈；山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習；城市小高層樓頂也可用風力電機，這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風力發(fā)電機，不但可以防止停電，而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學校、部隊乃至落后的山區(qū)，風力發(fā)電機正在成為人們的采購熱點。無線電愛好者可用自己的技術在風力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動致富。

　　風力發(fā)電機原理圖

風力發(fā)動機原理圖：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變?yōu)闄C械轉距(風輪轉動慣量),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)電機同步轉速,轉子也處于發(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速(1500千瓦的風機通常為12-22轉/分)變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉速(發(fā)電機同步轉速通常為1500轉/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難度.

　　風機是有許多轉動部件的,機艙在水平面旋轉,隨時偏航對準風向;風輪沿水平軸旋轉,以便產生動力扭距.對變槳矩風機,組成風輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉,以便適應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、風向對系統(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

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