风力发电机--华北电力.pdf
1/11 风力发电机 是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。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，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。2/11 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 1325V 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。机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，3/11 表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型 编辑本段 风力发电机结构 机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代 600 千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为 20 米，而且被设计得很象飞机的机翼。轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代 600 千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为 19 至 30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。4/11 齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的 50 倍。高速轴及其机械闸：高速轴以 1500 转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输出通常为 500 至 1500 千瓦。偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过调制解调器来呼叫风力发电机操作员。液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。5/11 冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。塔：风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代 600 千瓦风汽轮机的塔高为 40 至 60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。风速计及风向标：用于测量风速及风向 编辑本段 风力发电机类型 根据定桨矩失速型风机和变速恒频变桨矩风机的特点,国内目前装机的电机一般分为二类:1，异步型 （1）笼型异步发电机；功率为600/125kW 750kW 800kW 12500kW 6/11 定子向电网输送不同功率的 50Hz 交流电;（2）绕线式双馈异步发电机；功率为1500kW 定子向电网输送 50Hz 交流电，转子由变频器控制，向电网间接输送 有功或无功功率。2，同步型 （1）永磁同步发电机；功率为 750kW 1200kW 1500kW 由永磁体产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送 50Hz交流电 （2）电励磁同步发电机;由外接到转子上的直流电流产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送 50Hz 交流电 根据叶片形式的不同，现有风力发电机分为以下两类：3，水平轴 世界上目前利用最多的形式，功率最大5MW 左右。4，垂直轴 7/11 21 世纪初由中国、日本、欧洲几乎同时发明的一种新型风力发电机，有别于最早的垂直轴风力发电机（达里厄型），效率高于水平轴风力发电机，无噪音和转向机构，维护简单。已成为欧美市场中小型风力发电机的首选。世界上目前最大功率是由 XX 模斯电子设备 XX（MUCE）生产的 50 千瓦垂直轴风力发电机，日本最大功率 30 千瓦，英美国家生产的功率在 1 千瓦到 10 千瓦之间。最近，国内外多家公司提出了建造超大型垂直轴风力发电机的计划（10MW），此项计划得到落实后，由于成本远低于目前的风力发电机，必将逐步取代水平轴风力发电机，成为世界新能源的主力军！诚远便携式风力发电机 由 XX 诚远公司研发的便携式风力发电机广泛应用于军事活动、野外探险、考察研究、等领域；可随处随时发电，方便快捷！其总重量不超 3KG，只要有 3 级左右风速，但发正常发电 100W 左右！升力型风力发电机 8/11 1kw 垂直轴风力发电机 XX 麟风风力发电设备 XX 是一家将会改变行业结构和产业格局的创新型风能科技公司，从 2005 年起开始进入 XX，对垂直轴风力发电机包括从空气动力学，到材料、结构、发电机等多方面进行系统研发，现已在垂直轴风力发电机这一世界级难题的项目中取得突破。2007 年 12 月 28 日迁入 XX 市金山工业区进行规模化生产。编辑本段 中国风力发电机发展情况 2007 年，全球风力发电的累计装机容量已达 9.41 万兆瓦，比上一年的 7.42 万兆瓦增加 27%。2007 年，中国风电装机为 605万千瓦，提前 3 年实现 2010 年的规划目标；2001 年到 2007 年的 6 年间，中国风电装机9/11 增长了 14 倍；仅 2007 年一年，中国风电装机就增加 344.9 万千瓦，比中国风电有史以来的累积总量还多。随着风电产业的高速发展，风电设备供不应求。2006 年，中国共有风电机组 6469 台，其中兆瓦级机组占 21.2%，2007 年，这个比例跃升为 38.1%，提高了 16.9 个百分点。近年来，新兴市场的风电发展迅速。在国家政策支持和能源供应紧 X 的背景下，中国的风电特别是风电设备制造业也迅速崛起，已经成为全球风电最为活跃的场所。2006 年全球风电资金中 9%投向了中国，总额达 16.2 亿欧元（约 162.7 亿元人民币）。2007 年，中国风电装机容量已排名世界第五。中国巨大的风电市场以及廉价的劳动力成本，吸引了大量国外风电巨头纷纷在中国设厂，或采取与国内企业合资的方式，生产的产品都被贴上了中国制造的标签。中国制造的风电设备产品占据越来越大的市场份额，风机产品正在经历一个由全球制造向中国制造的转变。10/11 编辑本段 风力发电展望 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11/11 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。2009 年 5 月，国家投资 3 万亿资金支持新能源，特别是风力发电行业。国家大力支持风电的发展！
