风力发电机原理.doc

风力发电机原理-1时间: 2009-2-27 10:15:46 来源: 本站 作者:编辑 文字大小【大】【中】【小】超低速风力发电机为一由转动盘、固定盘、风轮叶片、固定轮、立竿、集电环盘、舵杆、尾舵和逆变器组成的系统转动盘和固定盘构成该系统的发电机，逆变器包括 50 赫正弦波振荡器、整形电路、低压输出电路和倒相推挽电路本系统中的发电机的优点，一是具有超低速建压特点，能在叶片转速低于每分钟 100 转时正常发电，为弱风地区风力资源的开发利用提供了新途径；二是结构简易，铁芯无开槽，也无电枢绕组，易维修，使用寿命长调节文字大小【大】【中】【小】上一篇： 风力发电机原理-2 下一篇：风向与风速把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置） 、调向器（尾翼） 、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能发电机在风轮轴的带动下旋转发电 风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能一般风力发电机的风轮由 2 个或 3 个叶片构成在风力发电机中，已采用的发电机有 3 种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。

风力发电机中调向器的功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能一般风力发电机几乎全部是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的尾翼的材料通常采用镀锌薄钢板 限速安全机构是用来保证风力发电机运行安全的限速安全机构的设置可以使风力发电机风轮的转速在一定的风速范围内保持基本不变 塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构风力机的输出功率与风速的大小有关由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定风力发电机发出的电能一般是不能直接用在电器上的，先要储存起来目前风力发电机用的蓄电池多为铅酸蓄电池风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电 风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。

每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能 风力发电机因风量不稳定，故其输出的是 13～25V 变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流 220V市电，才能保证稳定使用 通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小在内地，小的风力发电机会比大的更合适因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台 200W 风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得 500W 甚至 1000W 乃至更大的功率出 使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需 20 元电瓶液的代价。

而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进，以前只是在少数边远地区使用，风力发电机接一个 15W 的灯泡直接用电，一明一暗并会经常损坏灯泡而现在由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯；高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务，使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电 风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。

风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能 风力发电机因风量不稳定，故其输出的是 13～25V 变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V 市电，才能保证稳定使用 通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小在内地，小的风力发电机会比大的更合适因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台 200W 风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得 500W 甚至 1000W 乃至更大的功率出。

使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需 20 元电瓶液的代价而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进，以前只是在少数边远地区使用，风力发电机接一个 15W 的灯泡直接用电，一明一暗并会经常损坏灯泡而现在由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯；高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务，使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富简单来说：风力发电原理是把风的动能转换为风轮轴的机械能转换为电能到化学能最后到电能！ 发电机还是有三种：直流发电机，同步/异步交流发电机！能源行业风力发电势头渐劲,正吸引着电力公用事业、石油生产商和设备制造商等主要的国际投资者.商业风力发电兴起始于 20 世纪 90 年代的欧洲.切尔诺贝利灾难发生后人们反对发展核电,海湾战争爆发后人们对石油供应感到担心,人们认为北欧更适合发展风力发电. 现在业内分析家认为,常规能源成本骤增以及政治和技术因素对加快风力发电将产生有利影响.高油价促使人们关注风力发电.尽管利用石油发电数量很少,但是高油价对天然气和煤等被广泛用来发电的其它燃料价格有间接的影响.风力发电的发展也得益于各国对降低温室气体排放和减少其它形式的空气污染的承诺,其中包括《京都议定书》以及欧盟制订的开发可再生能源的目标. 业内人士认为,利用风力发电的国家越来越多,这个行业正处在“重大转变时刻”.随着市场的扩大,传统的发电设备厂商,比如日本的三菱重工、德国的西门子和美国的通用电气,已经开始生产大型的风力发电涡轮机.通用电气公司认为,风力发电仍将是全球能源工业增长最快的部门.壳牌公司预期 2050 年可再生能源将满足 1/4 或 1/3 的世界能源需求,其中存在巨大的商机,风力发电是主要投资领域. 目前世界风力发电功率约为 5 万兆瓦,其中欧洲为 3.4 万兆瓦.欧洲在风力发电领域占主导地位,中国和印度等亚洲国家风力发电出现积极增长,美国可能成为风力发电的最大市场.另外风力发电的特点：风力发电环保实用,但就是单个功率不大.现在技术发展很快相信它很快就能上来了!人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。

在我们进入 21 世纪的今天，世界能源结构也正在孕育着重大的转变，即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源它包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等在这众多的可再生能源中，目前发展最快、商业化最广泛、经济上最适用的，当数风力发电一、 何谓风力发电1． 原理风力发电的原理说起来非常简单，最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，如图 1 所示空气流动的动能作用在叶轮上，将动能转换成机械能, 从而推动叶轮旋转如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相连，就会带动发电机发出电来孩童玩的纸质风车就是风力机的雏形，在它的轴上装个极微型的发电机就可发电风力发电的原理这么简单，为什么仅到 20 世纪的中后期才获得应用呢？第一，常规发电还能满足需要，社会生产力水平不够高，还无法顾及降低环境污染和解决偏远地区的供电问题；第二，能够并网的风力发电机的设计与制造，只有现代高技术的出现才有可能20 世纪初期是造不出现代风力发电机的那么，现代风力发电机是什么样呢？下面我们就介绍一下现代风机的结构与技术特点2． 现代风机图 1 所示的风力发电机发出的电时有时无，电压和频率不稳定，是没有实际应用价值的。

一阵狂风吹来，风轮越转越快，系统就会被吹跨为了解决这些问题，现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等，现代风机的示意如图 2 所示图一图二齿轮箱可以将很低的风轮转速（600 千瓦的风机通常为 27 转/分）变为很高的发电机转速（通常为1500 转/分）同时也使得发电机易于控制，实现稳定的频率和电压输出偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向要知道，600 千瓦的风机机舱总重 20 多吨，使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度风机是有许多转动部件的业已说明，机舱在水平面旋转，随时跟风风轮沿水平轴旋转，以便产生动力在变桨矩风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转，以便适应不同的风况在停机时，叶片尖部要甩出，以便形成阻尼液压系统就是用于调节叶片桨矩、阻尼、停机、刹车等状态下使用控制系统是现代风力发电机的神经中枢现代风机是无人值守的就 600 千瓦风机而言，一般在 4米/秒左右的风速自动启动，在 14 米/秒左右发出额定功率然后，随着风速的增加，一直控制在额定功率附近发电，直到风速达到 25 米/秒时自动停机现代风机的存活风速为 60-70 米/秒，也就是说在这么大的风速下风机也不会被吹坏。

要知道，通常所说的 12 级飓风，其风速范围也仅为 32.7-36.9 米/秒风机的控制系统，要在这样恶劣的条件下，根据风速、风向对系统加以控制，在稳。