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簡單易懂!風力發電機原理及結構知識介紹

2019-05-13
來源: 頂博電力
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風力發電機發展歷史淵源于1891年,丹麥人PoulLaCour首個制造了用來發電的風車。1941-42丹麥的F.L.Smidth公司建造的風車可以看成世界現代風車的前身,至今已有3000年的歷史。

一、什么是風力發電機

風力發電機是將風能轉換為機械功,機械功帶動轉子旋轉,最終輸出交流電的電力設備。風力發電機一般有風輪、發電機(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。

風力發電機結構1

二、風力發電機原理

風力發電的原理,是將風能轉換為機械能,機械能轉換為電能的電力設備。廣義地說,它是一種以太陽為熱源,以大氣為工作介質的熱能利用發動機。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,來促使發電機發電。

風力發電機因風量不穩定,故其輸出的是13~25V變化的交流電,須經充電器整流,再對蓄電瓶充電,使風力發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,才能保證穩定使用。

風力發電機原理

三、風力發電機構造

風力發電機由機頭、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。

機艙:機艙包容著風力發電機的關鍵設備,包括齒輪箱、發電機。維護人員可以通過風力發電機塔進入機艙。機艙左端是風力發電機轉子,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。

軸心:轉子軸心附著在風力發電機的低速軸上。

低速軸:風力發電機的低速軸將轉子軸心與齒輪箱連接在一起。

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,或風力發電機被維修時。

發電機:通常被稱為感應電機或異步發電機。

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。

電子控制器:包含一臺不斷監控風力發電機狀態的計算機,并控制偏航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發電機的過熱),該控制器可以自動停止風力發電機的轉動,并通過電話調制解調器來呼叫風力發電機操作員。

液壓系統:用于重置風力發電機的空氣動力閘。

冷卻元件:包含一個風扇,用于冷卻發電機。此外,它包含一個油冷卻元件,用于冷卻齒輪箱內的油。一些風力發電機具有水冷發電機。

塔:風力發電機塔載有機艙及轉子。通常高的塔具有優勢,因為離地面越高,風速越大。

風速計及風向標:用于測量風速及風向

尾舵:常見于水平軸上風向的小型風力發電機(一般在10KW及以下)。位于回轉體后方,與回轉體相連。主要作用一為調節風機轉向,使風機正對風向。作用二是在大風風況的情況下使風力機機頭偏離風向,以達到降低轉速,保護風機的作用。

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