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眾城卓越:風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)組成

時(shí)間:2021-09-18 10:40:07來源:眾城卓越

導(dǎo)語:?隨著全球“石化能源”越來越缺乏,對環(huán)境的污染不斷加劇,由些導(dǎo)致的氣候變化是人類面臨的全球性問題,隨著各國二氧化碳排放,溫室氣體猛增,對生命系統(tǒng)形成威脅。在這樣的背景下,世界各國以全球協(xié)約的方式減排溫室氣體。我國作為能源使用大國更是體現(xiàn)了大國擔(dān)當(dāng)?shù)母窬郑谙蛉澜玎嵵匦肌疤贾泻汀?,“碳達(dá)峰”的目標(biāo)下,作為新能源中的風(fēng)力發(fā)電迎來了它的高光時(shí)刻。

  現(xiàn)在,普通的老百姓都知道那不斷轉(zhuǎn)動(dòng)著大大葉片的風(fēng)車其實(shí)就是風(fēng)力發(fā)電機(jī),但是我們了解它的內(nèi)部構(gòu)造嗎?

  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(dòng)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(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。

  風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡單,風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn),它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能,發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。廣義地說,風(fēng)能也是太陽能,所以也可以說風(fēng)力發(fā)電機(jī),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)電機(jī)。

  風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu):

風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

(風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖)

  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?,F(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)得很象飛機(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。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?,F(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。

  風(fēng)速計(jì)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。

  發(fā)電機(jī)類型

  根據(jù)定槳矩失速型風(fēng)機(jī)和變速恒頻變槳矩風(fēng)機(jī)的特點(diǎn),國內(nèi)目前裝機(jī)的電機(jī)一般分為二類:

  1、異步型

  (1)籠型異步發(fā)電機(jī);功率為600/125kW 750kW 800kW 12500kW

  定子向電網(wǎng)輸送不同功率的50Hz交流電;

  (2)繞線式雙饋異步發(fā)電機(jī);功率為1500kW

  定子向電網(wǎng)輸送50Hz交流電,轉(zhuǎn)子由變頻器控制,向電網(wǎng)間接輸送 有功或無功功率。

  2、同步型

  (1)永磁同步發(fā)電機(jī);功率為750kW 1200kW 1500kW 由永磁體產(chǎn)生磁場,定子輸出經(jīng)全功率整流逆變后向電網(wǎng)輸送50Hz交流電

  (2)電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī);由外接到轉(zhuǎn)子上的直流電流產(chǎn)生磁場,定子輸出經(jīng)全功率整流逆變后向電網(wǎng)輸送50Hz交流電

  根據(jù)葉片形式的不同,現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)分為以下兩類:

  1、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

  世界上目前利用最多的形式,功率最大5MW左右。

水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

  2、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

  21世紀(jì)初由中國、日本、歐洲幾乎同時(shí)發(fā)明的一種新型風(fēng)力發(fā)電機(jī),有別于最早的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(達(dá)里厄型),效率高于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī),無噪音和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),維護(hù)簡單。已成為歐美市場中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的首選。目前功率可達(dá)到1千瓦到50千瓦之間。

垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

1kw 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

標(biāo)簽: 新能源

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