垂直风力机原理
垂直风力机原理
垂直轴风力发电机的工作原理是利用风能来使风轮旋转，从而带动发电机转动，最终将风能转化为电能。当风吹过风轮时，风能的作用力使风轮旋转，旋转的动力通过传动系统传递到发电机中，从而带动发电机转动。发电机将机械能转化为电能，通过电缆输送到电网中，为人们提供清洁、可再生的电力能源。
垂直轴风力发电机主要由倾斜轴、碟片叶片、偏心轴机构、齿轮传动、直流交流发电机组成。风筒，倾斜轴，是发电机的主要组件，用于将风送入发电机腔内，它的位置偏转起重要作用，是决定发电机的转动情况的重要因素。碟片叶片由多个平行面构成，设置在倾斜轴的两端，它负责吸收风力，使风能转为机械能。偏心轴用于连接碟片叶片和齿轮，它实现风力传动到传动机构，从而不断推动齿轮转动，转动减速器，最后提供驱动力给直流两相异步式发电机，实现电能的输出。
垂直轴风力发电机有多种类型，其中利用平板和杯子做成的风轮属于纯阻力装置；S型风车具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。
以上内容仅供参考，可以阅读垂直轴风力发电机的构造和原理以获取更多专业信息。
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机 1. 简介 垂直轴风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置。相比于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有更高的稳定性和适应性，因此在一些特定的环境中更为适用。本文将介绍垂直轴风力发电机的工作原理、结构特点以及其在可再生能源领域的应用。 2. 工作原理 垂直轴风力发电机的工作原理基于风能与叶片之间的相互作用。当风经过发电机的叶片时，叶片会受到风力的作用而转动。叶片的转动通过轴传递给发电机，发电机则将机械能转化为电能。垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机不同的是，其叶片布置在一个垂直的轴上。 相比于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有以下几个优势： - 不受风向限制：垂直轴风力发电机可以利用从任意方向吹来的风，而不需要朝向风向。 - 高稳定性：由于叶片布置在垂直轴上，垂直轴风力发电机在转动时不受风力方向的影
响，稳定性更高。 - 适应性强：垂直轴风力发电机对风速和风向的变化能力更强，适应性更好。 3. 结构特点 垂直轴风力发电机的结构特点如下： 3.1 叶片设计 垂直轴风力发电机的叶片由多个独立的薄片组成，这样可以提高风力的吸收效率。叶片通常呈弯曲形状，以增加风力对叶片的作用面积。同时，叶片的材料选择也非常重要，常见的材料包括纤维复合材料、铝合金等。 3.2 主轴和轴承系统 主轴是垂直轴风力发电机的关键组成部分，承载着转动的叶片和发电机部件。主轴一般采用高强度的金属材料，以确保结构的强度和稳定性。轴承系统负责支撑和减少主轴的摩擦，常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。 3.3 发电机部件 垂直轴风力发电机的发电机部件主要由发电机和控制系统组成。发电机将转动的机械能转化为电能，通常采用的是三相
垂直轴风力发电机
垂直轴风力发电机 增加概述及概述图片垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。 目录 垂直轴风力发电机的分类 垂直轴风力发电机发展 风力发电设备行业的发展 新型垂直轴风力发电机（H型）一、技术原理 二、功率特性 三、结构 附：现有垂直轴风力发电电源比较： 垂直轴风力发电机的特点 现状垂直轴风力发电机的分类 垂直轴风力发电机发展 风力发电设备行业的发展 新型垂直轴风力发电机（H型）一、技术原理 二、功率特性 三、结构 附：现有垂直轴风力发电电源比较： 垂直轴风力发电机的特点 现状 展开编辑本段垂直轴风力发电机的分类 尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和被子做成的风轮，这是一种纯阻力装置；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。现在有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。其他形式的垂直轴风力发电机有马格努斯效应风轮，他由自旋的圆柱体组成，当它在气流中工作时，产生的移动力是由于马格努斯效应引起的，其大小与风速成正比。有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔，通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流，以增加速度，偶写还利用太阳能或者燃烧某种燃料，是水平气流变成垂直方向的气流。 编辑本段垂直轴风力发电机发展 垂直轴风力发电机——使风电建筑一体化成为可能风力发电和太阳能发电一样，最初是为了解决应急电源和边远地区供电而开发出来的产品，因而在最初发展并不是很快。到了上个世纪二、三十年代，全球经济危机带来的能源紧张，让世界各国的专家想到了以风力发电作为补充能源的可行性。第二次世界大战后，各国纷纷进行研究，由于当时的技术水
阻力型垂直轴风力发电机
阻力型垂直轴风力发电机概述 早在1300多年前，中国就已经出现一种古老的垂直轴风车，它利用风力来灌溉，如下图所示，它是由8个风帆组成的风轮。而在1000年前，波斯也建造了垂直轴的风车来带动他们磨谷的 石磨。水平轴风力发电机最早出现在欧洲，要比垂直 轴风力发电机晚很多年，所以垂直轴风力发电机可以 称为所有风力发电机的先驱。而垂直轴风力发电机根 据驱动力的不同又可以分为升力型和阻力型垂直轴风 力发电机，本文主要介绍阻力型垂直轴风力发电机。 1.阻力型风力发电机的工作原理 阻力型垂直轴风力发电机风轮的转轴周围，有一对或者若干个凹凸曲面的叶片，当它们处于不同方位时，相对于它的来风方向所受的推力F是不同的。风力作用于上述物体上的空气动力差别也很大。作用力F可表示为：F=1/2?ρ?S·V??C 其中ρ——空气密度，一般取1.25（kg/m?） S——风轮迎风面积 V——来流风速 C——空气动力系数 以半球为例，当风吹到半球凹面一侧，c值为1.33，当风吹到半球凸面一侧时，c值为0.34。对于柱面，当风吹向凹面和凸面时，系数c分别为2.3和1.2。由于组成风轮的叶片不对称性和空气阻力的差异，风对风轮的作用就形成了绕转轴的驱动力偶，整个风轮随即转动。 阻力型风力发电机的种类及其性能 1.杯式风速计是最简单的阻力型风力发电机。
https://www.360docs.net/doc/0a19498255.html,fond风轮 这是受到离心式风扇和水力机械中的banki涡轮启示而设计成的一种阻力推进型垂直轴风 力发电机，它的名称是根据它的发明者——法国的lafond的名字而得名的。 这种叶片形状的凹面及凸面在受到风力作用后，空气阻力系数差别很大，加上叶片在风里运转时，先使气流吹向一侧，然后运动着的叶片又使气流流向另一侧，这样就产生了一个附加驱动力矩，故这种风轮有较大的启动力矩，它在风速2.5M/s时就能正常起动运转，但是效率较低，能量输出大概是同样迎风面积的水平轴风力发电机的一半。 3.savonius（萨沃尼斯）式风轮（简称“s”轮） 这种风力发电机是在1924年由芬兰工程师savonius发明的，并于1929年获得专利。这种风轮最初是专为帆船提供动力而设计的。它由两个半圆筒组成，其各自中心相错开一段距离。其中D为风轮直径，d为叶片直径，e为间隙。最早形式的结构其相对偏置量为：e/d=1/3。s型风轮是阻力型风力发电机。凹凸两叶片上，风的压力有一个差值，而其气流通过叶片时要转折180°，形成一对气动力偶。阻力型风轮的旋转速度都不会大于风速，也就是尖速比不会超过1。一般情况下，S型的尖速比在0.8和1之间，它的起动力矩大，所以气动性能好，
风力发电机工作原理
风力发电机工作原理 2008/05/08 21:42:09来源：中国风力发电网我要投稿风力发电机工作原理简单的说是：风的动能（即空气的动能）转化成发电机转子 的动能，转子的动能又转化成电能。风力发电机工作原理是利用风能可再生能源的部分。由1995年到2005年之间的年增长率为28.5％。根据德 风力发电机工作原理简单的说是：风的动能（即空气的动能）转化成发电机转子的动能，转子的动能又转化成电能。 风力发电机工作原理是利用风能可再生能源的部分。由 1995 年到2005 年之间的年增长率为 28.5 ％。根据德国风能会（ DEWI ）的估计，风能发电的年增长率将保持高增长率，在 2012 年或之前全球风力发电装机容量可能达到 150 千兆瓦。 发电风力发电机最初出现在十九世纪末。自二十世纪八十年代起，这项技术不断发展并日渐成熟，适合工业应用。近二三十年，典型的风力发电机的风轮直径不断增大，而额定功率也不断提升。 在二十一世纪 00 年代初，风力发电机最具经济效益的额定输出功率范围在 600 千瓦至 750 千瓦之间，而风轮直径则在40 米至 47 米之间。当时所有制造商都有生产这类风力发电机。新一代的兆瓦级风力发电机是以这类机种作为基础发展出来的。
二零零七年初，有一些制造商开始生产额定功率为几兆瓦而风轮直径达到约 90 米的风力发电机（例如 Vestas V90 3.0 兆瓦风电机， Nordex N90 2.5 兆瓦风电机等等），甚至有些直径达100 米 ( 如 GE 3.6 兆瓦风电机 ) 。这些大型风力发电机主要市场是欧洲。在欧洲，适合风电的地段日渐减少，因此有逼切性安装发电能力尽量高的风力发电机。 另一类更大型的为海上应用而设计的风力发电机，已经完成设计并制成原型机。例如 RE Power 公司设计的风力发电机风轮直径达 126 米，功率达 5 兆瓦。 1) 风的功率 风的能量指的是风的动能。特定质量的空气的动能可以用下列公式计算。
磁悬浮垂直轴风力发电机原理
磁悬浮垂直轴风力发电机原理 磁悬浮垂直轴风力发电机是一种新型的风力发电技术。它利用了 磁悬浮技术和垂直轴设计，能够使发电机在固定的風速下运作稳定， 且具有自启动和低风速发电的特点，具有极高的实用性和可靠性。 一、磁悬浮技术 磁悬浮技术通过电磁原理来实现物体悬浮的目的，它将磁体内部 的磁力极性排列垂直，从而使磁体在磁场中悬浮。在磁悬浮垂直轴风 力发电机中，将磁体悬浮于轴心线上，并将转轴固定于磁体悬浮环内。磁悬浮技术可以有效地减少机械部件的磨损，从而大大提高了风力发 电机的运转效率，延长了使用寿命。 二、垂直轴设计 垂直轴风力发电机的转轴垂直于地面，风的方向和大小对其影响 不大。相比于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机不仅具有 更好的适应性，而且不会对生态环境造成污染。 三、磁悬浮垂直轴风力发电机原理 磁悬浮垂直轴风力发电机采用了两组相对的永磁体，它们分别悬 浮于发电机内圆柱体的顶部和底部。两组永磁体之间通过增量变容式 电感器相互作用。当风向导致发电机旋转时，磁力作用于永磁体，产 生电场能及电压，经过电感器的反应，进一步产生电流。电流经过神 经网络系统和控制系统控制转速，使风力发电机保持稳定的输出功率。 四、优点和应用 磁悬浮垂直轴风力发电机具有自启动和低风速发电的特点，且可 以适应恶劣的环境条件，如高温、潮湿和低温等。其工作原理简单， 噪音低，不会对环境造成污染，因此广泛应用于城市建设、海洋工程、交通设施等领域。此外，通过与其他新型能源技术的结合，磁悬浮垂 直轴风力发电机有望成为未来能源的主要来源之一。 总之，磁悬浮垂直轴风力发电机是一项创新的科技成果，它运用 磁悬浮技术和垂直轴设计，在风力发电技术中具有独特的优势和应用
风力发电的基本原理
1 引言 风是最常见的自然现象之一，是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”，流动空气具有的动能称之为风能。因此，风能是一种广义的太阳能。据世界气象组织（WMO ）和中国气象局气象科学研究院分析，地球上可利用的风能资源为200亿kW ，是地球上可利用水能的20倍。中国陆地10m 高度层可利用的风能为2.53亿kW ，海上可利用的风能是陆地上的3倍，50m 高度层可利用的风能是10m 高度层的2倍，风能资源非常丰富。 风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一。风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水，而且还有风力致热、风帆助航等。因此，开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力，从而唤起了世界众多的科学家致力于风能利用方面的研究。在本文中，将对风力发电技术的基本原理和发电机的发展方向进行论述。 1.1 温度、大气压力和空气密度 通过温度计和气压计测试出实验地点的环境温度和大气压，由下式计算出空气密度。 101325 )273(99.352h t +=ρ （1） 式中的ρ是空气密度，H 是当地大气压力，T 是温度（单位是摄氏度）。 从空气密度公式可以看出，空气密度的大小与大气压力、温度有关。 1.2 风能的计算公式 空气运动具有动能。风能是指风所具有的动能。如果风力发电机叶轮的断面面积为A ，则当风速为V 的风流经叶轮时，单位时间风传递给叶轮的风能为（本论文公式中的物理量除特殊情况说明外均采用国际单位） mv p 2 1=2 （2） 其中：单位时间质量流量m=ρAV ρAV P 21= 3221AV V ρ= （3） 而风能发电机实际转换的有用功率是：
风力发电机工作原理及原理图
风力发电机工作原理及原理图 风力发电机作为可再生的能源发电方式之一，越来越受到人们关注。那么，究竟是什么让风力发电机能够实现将风能转化为电能的呢？本文将从风力发电机的工作原理及原理图两个方面详细介绍。 一、风力发电机的工作原理 风力发电机是通过利用风力来驱动发电机发电的一种装置，而风能的来源来自于地球大气层内的动能转化而成。在风力发电机中，风床被放置在离地面一定高度的位置上，风经过风床的转动，带动转子转动。转子旋转时，产生的旋转力矩由主轴转换成电能输出。 风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机有三个主要部分，分别是旋转的叶片、驱动装置和电力生成部分。垂直轴风力发电机则不同，主要是由旋转的罩和罩周边的腔室来驱动风车转动。 无论是水平轴风力发电机还是垂直轴风力发电机，其本质工作原理是一样的，都是利用风所产生的动能，通过风车将动能转化为旋转能来开启发电机发电。而在转速控制方面，风力发电机可以使用一个倾斜机构来控制风车的转速，确保风车的速度不过快。 二、风力发电机的原理图
风力发电机的原理图可以分为机械部分和电气部分两个部分。 1. 机械部分： 机械部分主要由风力机组成，包括叶片、主轴、发电机和控制系统，如下图所示。 叶片：是风力机转动的动力组成部分。通常由复合材料或金属制成，并且采用逐渐变细的形式来减小风叶的重量。 主轴：连接发电机和叶片的主体，旋转时由风叶驱动工作。 发电机：风力机的核心部件，通常使用同步发电机或异步发电机，将转动的机械能转换为电能输出。 控制系统：将风力机的运行状态进行实时监测，并对其进行保护和控制，保证稳定运行。 2. 电气部分： 常见的风力机都是将电能输送至配电网上。电气部分主要由功率变流器、连接器、保护设备、电缆、变压器和计量装置组成，如下图所示。 功率变流器：将直流的电能转换为交流的电能，输出到电网上。 连接器：连接风力机与变流器、变压器、电缆和并网。 保护设备：对风力机进行保护，防止断路和其他损坏。 电缆：将风力机输出的电能传送到并网点。
风力发电机的工作原理
风力发电机的工作原理 风力发电机是利用风能将其转化为机械能并进一步转化为电能的一种装置。它利用风力带动风轮旋转，通过风轮的转动带动发电机产生电能。其工作原理可分为风轮转动和电能输出两个部分。 首先是风轮转动部分。风力发电机的核心组成部分是风轮，常见的有水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种类型。水平轴风力发电机的轮轴与地面平行，垂直轴风力发电机的轮轴与地面垂直，两种类型的风力发电机都有各自的优缺点。 风轮上有多个叶片，叶片的设计和排布决定了风轮的效率。当风经过风轮叶片时，由于风的动力作用力和叶片形状的特殊设计，使得叶片受到侧向推力，并开始旋转。风轮叶片旋转时，会产生一定的匹配速度，可以通过风速计来确定当前风速。 风轮旋转后，通过主轴与发电机连接，进而带动发电机的转动。主轴的转动将机械能传递给发电机的转子。发电机主要由定子和转子两部分组成，定子周围固定了线圈，而转子内部固定了磁钢。当转子旋转时，磁钢的磁场穿过线圈，从而在线圈上产生感应电流。该感应电流经过后续的处理和放大，最终输出为电能。 风力发电机的风速特性是决定其性能的重要因素。通常来说，风速越大，风轮叶片的旋转速度越快，同时也能够提供更大的转矩。但是风速如果过大，也可能导致过载、风轮损坏等问题。因此，风力发电机通常会设计一个风速保护装置，当风速超过
一定阈值时，会自动将风轮固定住，以防止损坏。 另外，风力发电机还需要根据实际情况选择一个合适的转速范围。如果风轮转速太低，可能无法达到发电机的额定转速，致使发电效率降低。而如果转速太高，可能导致发电机过载，也可能造成机械部件的过度磨损。因此，风力发电机通常会加装变速器或直接采用多级传动装置来调节输出转速，以使其达到最佳效果。 总的来说，风力发电机通过利用风能将其转化为机械能，并通过发电机将其进一步转化为电能。其工作原理主要是通过风轮旋转带动发电机产生电能。通过合理设计风轮和发电机的结构，以及选择合适的转速和风速范围，可以提高风力发电机的发电效率，并实现可持续发电。随着对清洁能源的需求日益增加，风力发电机在全球范围内得到了广泛应用，并成为一种重要的可再生能源装置。风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置，是清洁、可再生能源的重要组成部分。随着对可再生能源的需求不断增加，风力发电机在全球范围内得到了广泛应用。本文将继续探讨风力发电机的相关内容，包括风力资源评估、风力发电机的类型和发展趋势。 首先，风力资源评估是风力发电项目的前提。风力资源评估是通过对某地风速数据的统计分析得出的，一般会测量一段时间的风速数据，并进行风场的定量评估。风力资源的评估是风力发电项目的关键环节，只有准确评估了风能资源，才能确定风力发电机的装机容量和设计参数，并预测发电量和经济性。风力资源评估要考虑到地理位置、地形、气象条件等因素，通常
风力发电的基本原理
风力发电的基本原理 5.1风能 5.11风的形成 风的形成及其特点：空气的流动现象称为风。风是空气由于受热或受冷而导致的从一个地方向另一个地方的移动。空气的运动遵循大气动力学和热力学变化的规律。 5.12风能密度一慨念 风能密度，是气流垂直通过单位截面积(风轮面积)的风能，空气在1秒内以速度为V流过单位面积产生的动能称为风能密度，是表征一个地方风能资源多少的一个指标。 中国风能密度资源分布图 5.13风能密度一简介 风能密度 风能密度(wind-power density )是气流在单位时间内垂直通过单位面积的风能W0.5 p V3瓦/米2,通过单位截面积的风所含的能量称为风能密度，常以瓦/平方米来表示。它是描述一个地方风能潜力的最方便最有价值的量，但是在实际当中风速每时每刻都在变化，不能使用某个瞬时风速值来计算风能密度，只有长期风速观察资料才能反映其规律，故引出了平均风能密度的概念。
风能密度是决定风能潜力大小的重要因素。风能密度和空气的密度有直接关系，而空气的密度则取决于气压和温度。因此，不同地方、不同条件的风能密度是不同的。一般说，海边地势低，气压高，空气密度大，风能密度也就高。在这种情况下，若有适当的风速，风能潜力自然大。高山气压低，空气稀薄，风能密度就小些。但是如果高山风速大，气温低，仍然会有相当的风能潜力。所以说，风能密度大，风速又大，则风能潜力最好。 5.14风能密度一定义 风能密度：空气在1秒内以速度为V流过单位面积产生的动能称为风能密度。 5.15风能密度一公式 风能密度公式 E -丄pV3P 2 式中：E为风能（瓦）； 为空气密度（公斤/立方米）； V为风速（米/秒）； F为垂直于风速的截面积（平方米）。 5.16风能密度公式： 在与风能公式相同的情况下，将风轮面积定为1平方米（A=1m2时所具有的功率为 F = 1毋叭 式中p为空气密度，V为风速。衡量一地风能大小，要视常年平均风能的多少而定，即 2 式中为平均风能密度，T为总时数。 5■仃风能密度一分类 5.171平均风能密度 因为风速的随机性很大，用某一瞬时的风速无法来评估某一地区的风能潜力，因此将平均风速代入W 0.5 p V3瓦/米2式得出平均风能密度。 W 1/T / 0.5 p V3dt W该段时间0 —T内的平均风能密度p ――空气密度（p的变化可以忽略不计）V――对应T时刻的风速 W p /2T / V3dt = p /2N 刀Vi3
清洁能源中的风力发电
清洁能源中的风力发电 风力发电是清洁能源的重要来源之一，它利用风能将空气中的动能转化为电能，是一种环保、可再生、低碳的能源。随着人们对环保意识的不断加强和对能源可持续性的追求，风力发电已成为当今世界上最为广泛应用的清洁能源之一。本文将介绍风力发电的基本原理、优缺点以及其在可再生能源行业的发展现状。 一、基本原理 风力发电的基本原理是利用风轮将风能转化成机械能，再通过发电机将机械能转化成电能。风轮是风力发电设备的核心部件，其根据结构和用途不同可以分为水平轴风力机和垂直轴风力机两种类型。其中，水平轴风力机呈现横向排列，转子和主轴处于同一平面上，其叶片通常为三片或更多的带有空气动力学外形的直翼型，并且可调节角度以适应不同的风速和风向。垂直轴风力机呈现垂直排列，转轴垂直于地面，轴线周围设有多个叶片，可通过倾斜的转子调节风域面积，提高效率。 二、优缺点
作为一种清洁能源，风力发电有着很多的优点。首先，它是一种环保、可再生、低碳的能源，与传统化石能源相比具有显著的优势；其次，风力资源广泛，在世界各地均有不同程度的应用前景，尤其在富有风能资源的海岸线和高地区域，风力发电具有独特的优势；最后，风力发电的运行成本低，具有自我供给能力，可为偏远地区和离网独立供电提供可行的方案。 然而，风力发电也有着一些缺点。首先，风能具有时空性、不确定性和不可控性，这限制了风力发电的使用范围和发展，需要通过大规模储能和智能控制等技术手段解决；其次，风力发电设备具有较高的建设成本，长期维护和运营费用也相对较高，在一定程度上限制了其应用范围和大规模推广。 三、发展现状 风力发电在全球范围内正在快速发展。截至目前，全球已建成的风力发电装机总量已超过750GW，其中中国和美国的风电装机容量排在前两位。随着技术的进步和政策的支持，风力发电的成本持续降低，效率不断提高，预计未来几年内将继续稳步增长。值得一提的是，智能化、数字化和可持续制造等技术手段在风力
风力发电机工作原理及原理图
风力发电机工作原理及原理图 风力发电机工作原理及原理图 风力发电机工作原理及原理图 现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网.如果超过发电机同步 转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电. 最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,立在一定高度的塔 干上,这是小型离网风机.最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无, 电压和频率不稳定,没有实际应用价值.为了解决这些问题,现代风机增加了 齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等. 齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分).同时也使得发电 机易于控制,实现稳定的频率和电压输出.偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向.要知道,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使这 样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度. 风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮 沿水平轴旋转,以便产生动力扭距.对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根 部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距.在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车. 早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状 态下使用),现在电变距系统逐步取代液压变距.
就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒 左右发出额定功率.然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直 到风速达到25米/秒时自动停机. 现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风 机也不会立即破坏.理论上的12级飓风,其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒. 风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频 率下运行,自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的 油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电 系统单元. 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。 许多世纪以来，风力发电机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世 纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不 稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。 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，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
风力机流体力学知识点总结
风力机流体力学知识点总结 一、风力机的基本工作原理 1. 风力机的工作过程 风力机的工作过程首先是受到来流风的作用，通过风轮的叶片进行受力，推动风轮旋转。 风轮通过传动系统把旋转运动转换成机械能或电能。风能转换成机械能的设备称为风力机，转换成电能的设备称为风力发电机。 2. 风力机的基本结构 风力机主要由机架、叶轮、发电机、传动装置等部件组成。其中机架用于支撑整个风力机，叶轮是风力机的核心构件，通过叶轮的旋转推动发电机工作。 3. 风力机的分类 风力机根据其不同的转动方式和输出方式可以分为多种类型，常见的有水平轴风力机和垂 直轴风力机。水平轴风力机的叶片是沿着水平方向旋转的，而垂直轴风力机的叶片则是沿 着垂直方向旋转的。 二、风力机的流体力学原理 1. 风力机的叶片受力原理 风力机的叶片在风场中运动时，受到来流风的作用，产生气动力。气动力的大小和方向取 决于叶片的形状、叶片与来流风的相对速度以及来流风的密度等因素。叶片的受力分析是 风力机流体力学的重要内容。 2. 风力机的动能转换原理 风力机在叶片受力后，会把风能转换成机械能或电能。动能转换的过程涉及到风能的捕捉、叶片的受力、风轮的旋转等流体力学问题。 3. 风力机的风场影响 风力机的效率和输出功率受到来流风场的影响，风场的流速、流向和气压分布都会直接影 响风力机的运行情况。因此风力机的设计和运行需要考虑风场流体力学的影响。 三、风力机流体力学的应用 1. 风力机的叶片形状设计 根据流体力学原理，设计出合理的叶片形状对于提高风力机的效率和输出功率至关重要。 叶片的气动性能和结构强度都需要在流体力学基础上进行优化。
2. 风力机的性能预测 通过对风力机所处风场的流体力学分析，可以对风力机的性能进行预测和评估。例如通过计算流体动力学模拟，可以得到风力机在不同工况下的输出功率、扭矩等重要参数。 3. 风力机的控制和运行优化 流体力学原理在风力机的控制和运行优化中起着至关重要的作用。通过对风场流体力学参数的监测和分析，可以对风力机进行智能化控制，提高风力机的效率和稳定性。 四、风力机流体力学的发展趋势 1. 基于大数据的智能化风力机设计 随着大数据和人工智能技术的不断发展，未来风力机的设计和优化将更多地基于大数据和智能化技术进行，使风力机的运行更加高效和可靠。 2. 基于计算流体动力学的风力机性能预测 计算流体动力学技术的不断进步，将为风力机的性能预测和优化提供更加强大的工具，为风力发电行业的发展注入新的活力。 3. 基于风力机气动特性的模型化研究 未来风力机的设计将更加注重气动特性的优化，通过模型化研究对风力机的气动性能进行深入分析，进一步提高风力机的效率和稳定性。 总之，风力机作为清洁能源发电的重要设备，其流体力学的研究对于提高风力机的效率和稳定性具有重要意义。未来随着流体力学理论和技术的不断发展，将为风力机的设计、优化和运行带来更多的创新和突破。
风力机工作原理
风力机工作原理 风力机是一种利用风能将风能转化为机械能的装置。风力机工作原理是将风能转换为旋转机械能，然后通过机械传动将旋转机械能传送到发电机上，将机械能转化为电能。 一、风力机的组成部分 风力机由塔筒、旋转机构、发电机、配电设备和控制系统组成。 1、塔筒 塔筒是风力机的支撑装置，它必须能够承受叶轮组的重量和风载荷的作用力。通常采用钢筋混凝土或钢制筒体结构，形式上包括直立式、斜角式、桅杆式等。 2、旋转机构 旋转机构包括转轴和叶轮组，转轴是将风能转化为机械能的关键组件，它必须具有足够的强度和刚度，叶轮组由数个或数十个风桨叶片组成，叶片形状决定了风力机的性能。叶轮通常采用玻璃钢或碳纤维材料制作。 3、发电机 发电机是将机械能转化为电能的关键组件。风力机通常采用异步发电机，其输出电压和频率与电网相同。 4、配电设备 配电设备包括变压器、开关、保护装置、计量装置等。 5、控制系统 控制系统是管理和控制风力机运行的重要组成部分，它包括风速控制系统、角度控制系统、电气控制系统等等。 风力机依靠风的作用驱动叶轮旋转，当叶轮旋转时，转轴上的发电机也开始运转，转化为电能输出到电网中。下面对风力机的工作原理详细描述： 1、风能转换成机械能 当风吹过风轮时，风能被转换为旋转机械能，这个过程如下： 当风刮过叶片时，叶片会发生侧向偏转，向下岔开的叶片面积变小，向上合拢的叶片面积变大，形成了一个向下的压力，这个压力将叶轮推动旋转。通过翼型特性和叶片的形状，叶轮能够在风力的作用下产生一个转矩，使得旋转机构转动。
风力机通过传动装置将旋转机械能传送到发电机上，使发电机的转子旋转，机械能随 之转化为电能，这个过程如下： 当风轮转动叶轮组时，传动轴与发电机发生联动，发电机的转子也开始旋转。转子的 旋转会在感应线圈中产生电动势，在转换控制系统的调控下，电能输出到电网中。 风速控制系统通过旋转机构的变速调节器和计算机反馈信号控制叶轮的旋转速度，保 证风力机在不同风速下的安全运行。 角度控制系统通过调节叶轮角度，限制转动范围，以避免过高的风力对风力机构成损害。 电气控制系统通过对发电机、变压器、开关和保护装置进行控制和保护，确保电网和 风力机的正常工作。 三、风力机的特点 1、绿色环保 风力发电是一种非常环保、清洁的能源，它没有排放任何污染物，不会对环境造成任 何危害。 2、资源性 风力是一种可再生的资源，而且是十分丰富的，它可以在全球范围内取得，各个地区 都可以进行利用。 3、建造成本低、运行成本低 相对于其他的能源获取方式，风力机建造成本非常的低，它的组成部件都使用的是比 较通用且成熟的技术，运行费用也非常的低。 4、可重复利用 风力机所采用的能源来自自然界，当自然风力吹掉叶轮，来自自然界的能源为之中断，只要有风力，就可以继续使用;在船舶等某些特定环境条件下，风力机的可重复利用性也 得到了大大的提高。四、风力机的应用范围 风力机适用于不同的场合和需求，如城市用电、工业用电、农村用电、离岛电力等。 风力机还有着一些其他的应用场景，如水泵、制造氢气等等。 1、城市用电 风力机在城市供电中发挥作用越来越明显，它可以在高层建筑物的屋顶或公共场所的 周围设置小型风力机，为城市的用电需求提供额外的电力支持。