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簡單易懂!風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理及結(jié)構(gòu)知識介紹

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

一、什么是風(fēng)力發(fā)電機(jī)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功,機(jī)械功帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),最終輸出交流電的電力設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲能裝置等構(gòu)件組成。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)1

二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理

風(fēng)力發(fā)電的原理,是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電力設(shè)備。廣義地說,它是一種以太陽為熱源,以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機(jī)。是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)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(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源,把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電,才能保證穩(wěn)定使用。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理

三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)造

風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)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(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能;機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體,定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。

機(jī)艙:機(jī)艙包容著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備,包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)。維護(hù)人員可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔進(jìn)入機(jī)艙。機(jī)艙左端是風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,即轉(zhuǎn)子葉片及軸。

轉(zhuǎn)子葉片:捉獲風(fēng),并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心。

軸心:轉(zhuǎn)子軸心附著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸上。

低速軸:風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸將轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速提高至低速軸的50倍。

高速軸及其機(jī)械閘:高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn),并驅(qū)動發(fā)電機(jī)。它裝備有緊急機(jī)械閘,用于空氣動力閘失效時,或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時。

發(fā)電機(jī):通常被稱為感應(yīng)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)。

偏航裝置:借助電動機(jī)轉(zhuǎn)動機(jī)艙,以使轉(zhuǎn)子正對著風(fēng)。偏航裝置由電子控制器操作,電子控制器可以通過風(fēng)向標(biāo)來感覺風(fēng)向。

電子控制器:包含一臺不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計算機(jī),并控制偏航裝置。為防止任何故障(即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過熱),該控制器可以自動停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動,并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。

液壓系統(tǒng):用于重置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動力閘。

冷卻元件:包含一個風(fēng)扇,用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外,它包含一個油冷卻元件,用于冷卻齒輪箱內(nèi)的油。一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有水冷發(fā)電機(jī)。

塔:風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔載有機(jī)艙及轉(zhuǎn)子。通常高的塔具有優(yōu)勢,因為離地面越高,風(fēng)速越大。

風(fēng)速計及風(fēng)向標(biāo):用于測量風(fēng)速及風(fēng)向

尾舵:常見于水平軸上風(fēng)向的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)(一般在10KW及以下)。位于回轉(zhuǎn)體后方,與回轉(zhuǎn)體相連。主要作用一為調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向,使風(fēng)機(jī)正對風(fēng)向。作用二是在大風(fēng)風(fēng)況的情況下使風(fēng)力機(jī)機(jī)頭偏離風(fēng)向,以達(dá)到降低轉(zhuǎn)速,保護(hù)風(fēng)機(jī)的作用。

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