風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理示意圖：終于徹底搞懂了風(fēng)力發(fā)電原理！

　　風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能。目前已被廣泛應(yīng)用，可是你真的知道風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和工作原理嗎？

　　上周給大家分享了“電廠各個(gè)設(shè)備原理圖”（點(diǎn)擊查看詳情），今天應(yīng)粉絲要求帶來的風(fēng)電版的原理構(gòu)成解述~

　　咱們先看一個(gè)風(fēng)電機(jī)組透視視頻展示~畫面唯美，風(fēng)機(jī)似籠罩在薄紗中！各位風(fēng)電“男神”，有沒有被撩到...

　　今天我們試圖通過兩個(gè)視頻和相應(yīng)的文字把它通俗易懂的為各位讀者闡述，希望對各位的學(xué)習(xí)有一定的幫助：

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　　——視頻字幕By e-works

　　風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)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。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(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。

　　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(dòng)以實(shí)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。

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　　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。現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米，而且被設(shè)計(jì)得很像飛機(jī)的機(jī)翼。

　　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。在現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當(dāng)慢，大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導(dǎo)管，來激發(fā)空氣動(dòng)力閘的運(yùn)行。

　　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(dòng)發(fā)電機(jī)。它裝備有緊急機(jī)械閘，用于空氣動(dòng)力閘失效時(shí)，或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時(shí)。

　　發(fā)電機(jī):通常被稱為感應(yīng)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，最大電力輸出通常為500至1500千瓦。 偏航裝置:借助電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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。圖中顯示了風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航。通常，在風(fēng)改變其方向時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會(huì)偏轉(zhuǎn)幾度。

　　電子控制器:包含一臺(tái)不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計(jì)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(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)力閘。

　　冷卻元件:包含一個(gè)風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外，它包含一個(gè)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?yàn)殡x地面越高，風(fēng)速越大。現(xiàn)代600千瓦風(fēng)汽輪機(jī)的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔，也可以是格子狀的塔。管狀的塔對于維修人員更為安全，因?yàn)樗麄兛梢酝ㄟ^內(nèi)部的梯子到達(dá)塔頂。格狀的塔的優(yōu)點(diǎn)在于它比較便宜。

　　【來源】e-works

　　碳道

風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理示意圖：風(fēng)力發(fā)電原理（發(fā)電原理示意圖）

　　風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能。現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用，可是你真的知道風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和作業(yè)原理嗎？

　　上星期給大家共享了“電廠各個(gè)設(shè)備原理圖”，今日應(yīng)粉絲要求帶來的風(fēng)電版的原理構(gòu)成解述~

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　　今日咱們試圖經(jīng)過兩個(gè)視頻和相應(yīng)的文字把它通俗易懂的為各位讀者闡述，期望對各位的學(xué)習(xí)有必定的協(xié)助：

　　風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提高，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)現(xiàn)在的風(fēng)車技能，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度)，便能夠開始發(fā)電。

　　風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很盛行;我國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電體系效率很高，但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個(gè)有必定科技含量的小體系:風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。

　　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:葉片用來承受風(fēng)力并經(jīng)過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能;尾翼使葉片一直對著來風(fēng)的方向從而取得最大的風(fēng)能;轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地滾動(dòng)以完成尾翼調(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發(fā)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)。保護(hù)人員能夠經(jīng)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。現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米，并且被設(shè)計(jì)得很像飛機(jī)的機(jī)翼。

　　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)子軸心與齒輪箱銜接在一起。在現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速適當(dāng)慢，大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓體系的導(dǎo)管，來激起空氣動(dòng)力閘的運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　齒輪箱:齒輪箱左邊是低速軸，它能夠?qū)⒏咚佥S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(dòng)發(fā)電機(jī)。它配備有緊急機(jī)械閘，用于空氣動(dòng)力閘失效時(shí)，或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時(shí)。

　　發(fā)電機(jī):一般被稱為感應(yīng)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，最大電力輸出一般為500至1500千瓦。偏航設(shè)備:憑借電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)機(jī)艙，以使轉(zhuǎn)子正對著風(fēng)。偏航設(shè)備由電子控制器操作，電子控制器能夠經(jīng)過風(fēng)向標(biāo)來感覺風(fēng)向。圖中顯現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航。一般，在風(fēng)改動(dòng)其方向時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會(huì)偏轉(zhuǎn)幾度。

　　電子控制器:包括一臺(tái)不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計(jì)算機(jī)，并控制偏航設(shè)備。為防止任何故障(即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過熱)，該控制器能夠主動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的滾動(dòng)，并經(jīng)過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。

　　液壓體系:用于重置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力閘。

　　冷卻元件:包括一個(gè)電扇，用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外，它包括一個(gè)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。一般高的塔具有優(yōu)勢，由于離地上越高，風(fēng)速越大。現(xiàn)代600千瓦風(fēng)汽輪機(jī)的塔高為40至60米。它能夠?yàn)楣軤畹乃材軌蚴歉褡訝畹乃９軤畹乃P(guān)于維修人員更為安全，由于他們能夠經(jīng)過內(nèi)部的梯子抵達(dá)塔頂。格狀的塔的優(yōu)點(diǎn)在于它比較便宜。

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

　　現(xiàn)代變速雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理就是通過葉輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械轉(zhuǎn)距(風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量),通過主軸傳動(dòng)鏈,經(jīng)過齒輪箱增速到異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速后,通過勵(lì)磁變流器勵(lì)磁而將發(fā)電機(jī)的定子電能并入電網(wǎng).如果超過發(fā)電機(jī)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(jī)可由葉輪和發(fā)電機(jī)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(jī). 最初的風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能隨風(fēng)變化時(shí)有時(shí)無,電壓和頻率不穩(wěn)定,沒有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.為了解決這些問題,現(xiàn)代風(fēng)機(jī)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(jī)通常為12-22轉(zhuǎn)/分)變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速(發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速通常為1500轉(zhuǎn)/分).同時(shí)也使得發(fā)電機(jī)易于控制,實(shí)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(jī)機(jī)艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個(gè)系統(tǒng)隨時(shí)對準(zhǔn)主風(fēng)向也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度.

　　風(fēng)機(jī)是有許多轉(zhuǎn)動(dòng)部件的,機(jī)艙在水平面旋轉(zhuǎn),隨時(shí)偏航對準(zhǔn)風(fēng)向;風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn),以便產(chǎn)生動(dòng)力扭距.對變槳矩風(fēng)機(jī),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(jī)時(shí),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(shí)作為阻尼、停機(jī)、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(jī)而言,一般在4米/秒左右的風(fēng)速自動(dòng)啟動(dòng),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(dá)到25米/秒時(shí)自動(dòng)停機(jī).

　　現(xiàn)代風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)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(jī)也不會(huì)立即破壞.理論上的12級(jí)颶風(fēng),其風(fēng)速范圍也僅為32.7-36.9米/秒.

　　風(fēng)機(jī)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(yùn)行,自動(dòng)地并網(wǎng)和脫網(wǎng);同時(shí)*齒輪箱、發(fā)電機(jī)的運(yùn)行溫度,液壓系統(tǒng)的油壓,對出現(xiàn)的任何異常進(jìn)行報(bào)警,必要時(shí)自動(dòng)停機(jī),屬于無人值守獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)單元.

　　一種新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理圖

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

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)就作為動(dòng)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(jī)工作原理：它是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)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(dòng)機(jī)。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(jī)。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(jī)工作原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)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。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?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會(huì)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(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個(gè)有一定科技含量的小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)＋充電器＋數(shù)字逆變器。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(dòng)以實(shí)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。

　　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。

　　機(jī)械連接與功率傳遞水平軸風(fēng)機(jī)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(jī)的傳動(dòng)軸,此聯(lián)軸節(jié)應(yīng)按具有很好的吸收阻尼和震動(dòng)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(jī)械裝置的過載。另一種為直驅(qū)型風(fēng)機(jī)槳葉不通過齒輪箱直接與電機(jī)相連風(fēng)機(jī)電機(jī)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(jī)也相繼被發(fā)明。但是風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jìn)。關(guān)于這項(xiàng)新能源，相信在以后的發(fā)展中發(fā)展會(huì)更加迅猛。

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