風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電機工作原理及原理圖

　　現(xiàn)代變速雙饋風(fēng)力發(fā)電機的工作原理就是通過葉輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械轉(zhuǎn)距(風(fēng)輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)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(fēng)力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構(gòu)成,立在一定高度的塔干上,這是小型離網(wǎng)風(fēng)機. 最初的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電能隨風(fēng)變化時有時無,電壓和頻率不穩(wěn)定,沒有實際應(yīng)用價值.為了解決這些問題,現(xiàn)代風(fēng)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(fēng)輪轉(zhuǎn)速(1500千瓦的風(fēng)機通常為12-22轉(zhuǎn)/分)變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉(zhuǎn)速(發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速通常為1500轉(zhuǎn)/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(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向.要知道,1500千瓦的風(fēng)機機艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個系統(tǒng)隨時對準(zhǔn)主風(fēng)向也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度.

　　風(fēng)機是有許多轉(zhuǎn)動部件的,機艙在水平面旋轉(zhuǎn),隨時偏航對準(zhǔn)風(fēng)向;風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn),以便產(chǎn)生動力扭距.對變槳矩風(fēng)機,組成風(fēng)輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉(zhuǎn),以便適應(yīng)不同的風(fēng)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(diào)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(fēng)機而言,一般在4米/秒左右的風(fēng)速自動啟動,在13米/秒左右發(fā)出額定功率.然后,隨著風(fēng)速的增加,一直控制在額定功率附近發(fā)電,直到風(fēng)速達到25米/秒時自動停機.

　　現(xiàn)代風(fēng)機的設(shè)計極限風(fēng)速為60-70米/秒,也就是說在這么大的風(fēng)速下風(fēng)機也不會立即破壞.理論上的12級颶風(fēng),其風(fēng)速范圍也僅為32.7-36.9米/秒.

　　風(fēng)機的控制系統(tǒng)要根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向?qū)ο到y(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(fēng)力發(fā)電機原理圖

風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖

　　風(fēng)力發(fā)電機就作為動力源可以替代人力畜力，在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

　　風(fēng)力發(fā)電機工作原理：它是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械，又稱風(fēng)車。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。風(fēng)力發(fā)電利用的是自然能源。相對柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來用的話，還是不如柴油發(fā)電機。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。

　　風(fēng)力發(fā)電機工作原理，是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電。

　　風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。

　　風(fēng)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(fēng)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(fēng)力發(fā)電機＋充電器＋數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機由機頭、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)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。

　　風(fēng)力發(fā)電機因風(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)電機產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護電路的逆變電源，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。

　　機械連接與功率傳遞水平軸風(fēng)機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯(lián)軸節(jié)相連,將轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機的傳動軸,此聯(lián)軸節(jié)應(yīng)按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現(xiàn)為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯(lián)軸器可阻止機械裝置的過載。另一種為直驅(qū)型風(fēng)機槳葉不通過齒輪箱直接與電機相連風(fēng)機電機類型。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，各種新型的風(fēng)力發(fā)電機也相繼被發(fā)明。但是風(fēng)力發(fā)電機工作原理還是如以上所述，只是在此基礎(chǔ)上做了很多的改進。關(guān)于這項新能源，相信在以后的發(fā)展中發(fā)展會更加迅猛。

風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖_1

　　熱心網(wǎng)友：

　　熱心網(wǎng)友：風(fēng)力發(fā)電機=將風(fēng)能-》機械能（葉片的轉(zhuǎn)動，齒輪箱變速）-》電能（發(fā)電機）目前大型風(fēng)機高度在60-120米（中國最高的80米）?主流機型是變速恒頻，即轉(zhuǎn)子勵磁可以控制。葉片的轉(zhuǎn)速+轉(zhuǎn)子勵磁的轉(zhuǎn)速=發(fā)出的交流電的頻率。故當(dāng)風(fēng)速變化時，控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)子的勵磁頻率發(fā)生變化，所以發(fā)出來的交流電的頻率不變。這種風(fēng)力機具體電路是：電網(wǎng)的電通給變頻器，變頻器將電網(wǎng)電變成高壓直流電，在控制系統(tǒng)的控制下，將直流電變?yōu)樗桀l率的交流電，供給發(fā)電機轉(zhuǎn)子。定子發(fā)出來的電經(jīng)過主開關(guān)（同步開關(guān)）供給變壓器（連接電網(wǎng)）并傳輸。還有定漿距風(fēng)力機（老式）：葉片失速調(diào)節(jié)，葉片轉(zhuǎn)速不隨風(fēng)速改變，故不需要變頻器亦能發(fā)出恒定頻率的電?但效率低。目前的研究方向是變速變頻：即葉片隨風(fēng)速發(fā)生變化，發(fā)電機出來的交流電頻率也變化。風(fēng)電由于風(fēng)的不確定性（風(fēng)速變化），主要難點是解決風(fēng)速變化所引起的發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化帶來的電的頻率的變化。

　　熱心網(wǎng)友：現(xiàn)代變速雙饋風(fēng)力發(fā)電機的工作原理就是通過葉輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械轉(zhuǎn)距(風(fēng)輪轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)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(fēng)力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構(gòu)成,立在一定高度的塔干上,這是小型離網(wǎng)風(fēng)機. 最初的風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電能隨風(fēng)變化時有時無,電壓和頻率不穩(wěn)定,沒有實際應(yīng)用價值.為了解決這些問題,現(xiàn)代風(fēng)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(fēng)輪轉(zhuǎn)速(1500千瓦的風(fēng)機通常為12-22轉(zhuǎn)/分)變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉(zhuǎn)速(發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速通常為1500轉(zhuǎn)/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(fēng)輪掃掠面積總是垂直于主風(fēng)向.要知道,1500千瓦的風(fēng)機機艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個系統(tǒng)隨時對準(zhǔn)主風(fēng)向也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度. 風(fēng)機是有許多轉(zhuǎn)動部件的,機艙在水平面旋轉(zhuǎn),隨時偏航對準(zhǔn)風(fēng)向;風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn),以便產(chǎn)生動力扭距.對變槳矩風(fēng)機,組成風(fēng)輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉(zhuǎn),以便適應(yīng)不同的風(fēng)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(diào)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(fēng)機而言,一般在4米/秒左右的風(fēng)速自動啟動,在13米/秒左右發(fā)出額定功率.然后,隨著風(fēng)速的增加,一直控制在額定功率附近發(fā)電,直到風(fēng)速達到25米/秒時自動停機. 現(xiàn)代風(fēng)機的設(shè)計極限風(fēng)速為60-70米/秒,也就是說在這么大的風(fēng)速下風(fēng)機也不會立即破壞.理論上的12級颶風(fēng),其風(fēng)速范圍也僅為32.7-36.9米/秒. 風(fēng)機的控制系統(tǒng)要根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向?qū)ο到y(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.

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風(fēng)力發(fā)電機工作原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電機最基本結(jié)構(gòu)和原理.ppt

　　鼠籠式異步電機轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子繞組由鐵芯槽內(nèi)的導(dǎo)條和兩端的端環(huán)構(gòu)成若干自閉合的回路。 工作時轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)電流是通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的。 繞線式異步電機轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子繞組特點：繞線式異步電機轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，按三相交流繞組規(guī)律嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)。三相繞組的尾端一般在內(nèi)部星接，首端通過滑環(huán)、電刷引到接線端子上。從而可以和外部裝置進行連接。 繞線式異步電機轉(zhuǎn)子繞組接法 三相繞組首端直接短接，形成閉合回路。 三相繞組首端接三相可調(diào)電阻后再接到一起，可以改善異步電動機的起動和調(diào)速性能。 通過變頻裝置再與電網(wǎng)相接，即異步電動機串級調(diào)速。 通過變頻裝置再與電網(wǎng)相接，即雙饋異步發(fā)電機。 異步電動機的工作原理 異步電動機定子繞組接通三相交流電源。 三相對稱繞組通入三相對稱交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 轉(zhuǎn)子側(cè)物理狀況 轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于轉(zhuǎn)子繞組是自閉合的回路，因此繞組內(nèi)形成感應(yīng)電流。載流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用，形成一個與磁場方向相同的電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)。 異步電動機工作原理 定子繞組接交流電源，三相對稱繞組流過三相對稱交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于轉(zhuǎn)子繞組是自閉合的回路，因此繞組內(nèi)形成感應(yīng)電流。 載流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場中受到電磁力的作用，形成一個與磁場方向相同的電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)。 電動機軸上聯(lián)結(jié)機械負(fù)載，則異步電動機定子繞組從電網(wǎng)吸收電能，轉(zhuǎn)換成從軸上輸出的機械能。 電生磁，磁生電，轉(zhuǎn)子受力跟著轉(zhuǎn)。 “異步”、“感應(yīng)” 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n始終與磁場轉(zhuǎn)速n1存在差異。如果n=n1，則轉(zhuǎn)子繞組中不再感應(yīng)電流，也就沒有電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生，異步電機無法實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換則不能正常工作。 轉(zhuǎn)差率s 轉(zhuǎn)差率s： 又稱滑差率。 異步發(fā)電機工作原理 如果原動機驅(qū)動轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n超過磁場轉(zhuǎn)速n1，即n>n1，則轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向改變，定子繞組有功電流方向也改變。電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反為制動性質(zhì)，原動機克服電磁轉(zhuǎn)矩做功，電機定子繞組向電網(wǎng)輸出電能。 異步電動機和異步發(fā)電機比較 異步電動機：0s>0，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動性質(zhì)，電機從電網(wǎng)輸入電功率，從軸上輸出機械功率。 異步發(fā)電機：n>n1，s<0，電磁轉(zhuǎn)矩為制動性質(zhì)，電機從軸上輸入機械功率，向電網(wǎng)輸出電功率。 第五節(jié) 雙饋異步電機基本原理 異步電機定子側(cè)頻率f1與轉(zhuǎn)子側(cè)頻率f2 定子側(cè)頻率為f1。（50Hz，或記為f）。 轉(zhuǎn)子側(cè)頻率為f2。f2=sf1。 即：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越接近磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組交鏈的磁通變化速度越小，頻率就越低。 風(fēng)力發(fā)電機基本結(jié)構(gòu)和原理 2012、2 第一節(jié) 概述 風(fēng)力機械及風(fēng)力發(fā)電 風(fēng)力機械是蒸汽機出現(xiàn)之前動力機械的一大支柱。 新能源、新機械的出現(xiàn)使風(fēng)力機械漸漸被淘汰。 19世紀(jì)末開始利用風(fēng)力發(fā)電。 20世紀(jì)70年代以后風(fēng)力發(fā)電進入一個蓬勃發(fā)展的階段。 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及運行方式 獨立運行 并網(wǎng)運行 風(fēng)力-柴油發(fā)電機聯(lián)合運行 風(fēng)力-太陽光發(fā)電聯(lián)合運行 風(fēng)力發(fā)電機組 風(fēng)輪。 傳動、控制裝置。 塔架。 風(fēng)力發(fā)電機。 電氣系統(tǒng)。 同力發(fā)電機的類型 直流發(fā)電機。 同步發(fā)電機。 異步發(fā)電機。 雙饋發(fā)電機：屬于異步發(fā)電機的一種。 第二節(jié) 基礎(chǔ)知識和基本原理 電磁三大定律 安培環(huán)路定律。（動電生磁原理）。 電磁感應(yīng)定律。（動磁生電原理）。 電磁力定律。（磁、電生力原理）。 安培環(huán)路定律（動電生磁） 定性、定量闡述了磁場與電流的本質(zhì)關(guān)系。 右手螺旋定則：通電的導(dǎo)體產(chǎn)生磁場。磁場方向可用右手螺旋定則判定。 情形一：直導(dǎo)線通入電流。右手握住導(dǎo)線，拇指指向電流方向，則四指環(huán)繞的方向就是磁感線方向。 情形二：螺旋線管通入電流。右手握住螺線管，四指指向電流方向，則拇指指向就是螺線管內(nèi)部的磁感線方向。即拇指指向螺線管的N極。 電磁感應(yīng)定律（動磁生電） 一個線圈，不管什么原因，只要與它相交鏈的磁通量發(fā)生變化，則線圈兩端產(chǎn)生電動勢。感應(yīng)電動勢的大小與線圈匝數(shù)成正比、與磁通的變化率成正比。感應(yīng)電動勢的方向用“楞次定律”判定，即感應(yīng)電動勢的方向總是試圖阻止磁通的變化。 即： 另一種表達形式：切割磁感線的導(dǎo)體感應(yīng)出電動勢。 電磁感應(yīng)定律（動磁生電） 電磁感應(yīng)定律：切割磁感線的導(dǎo)體感應(yīng)出電動勢，感應(yīng)電動勢的大小與磁通密度B、導(dǎo)體長度L、相對運動速度v的乘積成正比，即E=BLv。感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定。 右手定則：伸出右手，拇指與四指垂直，讓磁力線穿入手心、拇指的方向指向?qū)w相對運動方向，則四指的指向就是感應(yīng)電動勢的方向。 電磁力定律（磁、電生力） 電磁力定律：通電的導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，電磁力的大小與磁通密度B、導(dǎo)體長度L、電流I的乘積

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