风力发电系统有哪些设备组成
风力发电机的构造
风力发电机的构造风力发电机是一种利用风能将其转化为电能的设备。
它是由多个关键部件组成的，包括风轮、发电机、控制器和塔架等。
下面将详细介绍风力发电机的构造。
一、风轮风轮是风力发电机的核心部件，它负责将风能转化为机械能。
风轮通常由数片叶片组成，可以根据需要调整叶片的角度。
当风经过叶片时，叶片会受到风力的推动而旋转。
风轮的设计和材料选择非常重要，既要考虑受力平衡，又要保证叶片的轻巧和坚固。
二、发电机发电机是将机械能转化为电能的设备。
在风力发电机中，通常使用的是同步发电机。
当风轮旋转时，通过传动装置将其机械能传递给发电机转子，进而产生电能。
发电机的转子由电磁铁和线圈组成，当转子旋转时，线圈中的导线会产生磁场，从而感应出电流。
这种感应电流经过整流装置进行整流，最终输出直流电能。
三、控制器控制器是风力发电机的重要部件，它负责调节风力发电系统的运行状态。
控制器通常包括风速测量装置、转速控制装置和电压控制装置等。
风速测量装置可以实时监测风速的变化，根据风速的大小调整叶片的角度，以保证风轮的转速在合适范围内。
转速控制装置可以根据需要调整发电机的转速，以适应不同的风速条件。
电压控制装置可以监测发电机输出电压的稳定性，确保电能的质量。
四、塔架塔架是支撑风力发电机的结构，它通常由钢材制成，具有足够的强度和稳定性。
塔架的高度可以根据风能资源的分布和地理条件来确定。
一般来说，塔架越高，风力发电机的叶片就可以获得更多的风能，从而提高发电效率。
同时，塔架还需要考虑抗风性能，以确保风力发电机在恶劣天气条件下的安全运行。
总结：风力发电机的构造包括风轮、发电机、控制器和塔架等关键部件。
风轮负责将风能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，控制器调节风力发电系统的运行状态，塔架支撑整个设备。
这些部件相互配合，共同完成风力发电的转化过程。
风力发电机的构造设计需要考虑叶片的形状和材料、发电机的类型和转速控制、以及塔架的高度和稳定性等因素。
风力发电构造及原理
风力发电构造及原理
风力发电是一种利用风能将风轮转动，进而驱动发电机产生电能的方法。
风力发电主要由以下几个构造组成：
1. 风轮：也称风能转换装置，是将风能转化为机械能的装置。
风轮通常由多个叶片组成，具有较大的面积，可以更好地捕获风能。
风轮形状一般为高度弯曲的螺旋状，以提高风能转换效率。
2. 风轮轴：连接风轮和发电机的轴道，负责传递风能转换的机械能。
3. 发电机：将机械能转化为电能的装置。
当风轮转动时，风轮轴会带动发电机转动，发电机中的磁场和线圈之间的相对运动产生电流，从而产生电能。
4. 控制系统：用于监测和调节风力发电机组的运行状态。
控制系统能够根据风速和发电机负荷情况，自动调整风轮的转速和方向，以确保风力发电机组的安全运行和发电效率。
风力发电的原理是通过将风能转化为机械能，再将机械能转化为电能。
当风流通过风轮时，风轮会受到风力的作用而旋转。
风轮上的叶片被风力推动，使得整个风轮转动。
风轮转动的机械能通过风轮轴传递给发电机，发电机将机械能转化为电能。
发电机通过磁场和线圈之间的相对运动产生交流电，经过整流等处理后，最终输出为可用的电能。
风力发电机的组成部件及其功用
风力发电机的组成部件及其功用风力发电机的组成部件及其功用风力发电机是将风能转换成机械能，再把机械能转换成电能的机电设备。
风力发电机通常由风轮、对风装置、调速装置、传动装置、发电机、塔架、停车机构等组成。
下面将以水平轴升力型风力发电机为主介绍它的各主要组成部件及其工作情况。
图3-3-4和3-3-5是小型和中大型风力发电机的结构示意图。
图3-3-4 小型风力发电机示意图1—风轮2—发电机3—回转体4—调速机构5—调向机构6—手刹车机构7—塔架8—蓄电池9—控制/逆变器图3-3-5 中大型风力发电机示意图1—风轮；2—变速箱；3—发电机；4—机舱；5—塔架。
1 风轮风轮是风力机最重要的部件，它是风力机区别于其它动力机的主要标志。
其作用是捕捉和吸收风能，并将风能转变成机械能，由风轮轴将能量送给传动装置。
风轮一般由叶片（也称桨叶）、叶柄、轮毂及风轮轴等组成（见图3-3-6）。
叶片横截面形状基本类型有3种（见图第二节的图3-2-3）：平板型、弧板型和流线型。
风力发电机的叶片横截面的形状，接近于流线型；而风力提水机的叶片多采用弧板型，也有采用平板型的。
图3-3-7所示为风力发电机叶片（横截面）的几种结构。
图3-3-6 风轮1.叶片2.叶柄3.轮毂4.风轮轴图3-3-7 叶片结构（a）、(b)—木制叶版剖面； (c)、(d)—钢纵梁玻璃纤维蒙片剖面；(e) —铝合金等弦长挤压成型叶片；(f)—玻璃钢叶片。
木制叶片（图中的a与b）常用于微、小型风力发电机上；而中、大型风力发电机的叶片常从图中的（c）→（f）选用。
用铝合金挤压成型的叶片（图中之e），基于容易制造角度考虑，从叶根到叶尖一般是制成等弦长的。
叶片的材质在不断的改进中。
1 机头座与回转体风力发电机塔架上端的部件——风轮、传动装置、对风装置、调速装置、发电机等组成了机头，机头与塔架的联结部件是机头座与回转体（参阅后面的图3-3-24）。
（1）机头座它用来支撑塔架上方的所有装置及附属部件，它牢固如否将直接关系到风力机的安危与寿命。
风力发电机组构成
固定式轮毂： 相对固定铰链式轮毂： 自由的铰链式轮毂：
2、 传动系
将风轮的力和力矩通过变速后传递给发电机，当风轮转速过高 时并能限制传动轴转动。
传动系包括低速传动轴、叶片刹车盘、增速箱、耦合器和高速 传动轴。
齿轮箱和叶片：中国风电发展限制的主要因素。
2.1齿轮箱
（1）由于发电机转速高，二极三相交流发电机转速约每分 钟3000转，四极三相交流发电机转速约每分钟1500转， 六极三相交流发电机转速约每分钟1000转，而风力机风轮 转速低，小型风力机转速每分钟最多几百转，大中型风力 机转速约每分钟几十转甚至十几转。这么大的转速差别， 风轮只有通过齿轮箱增速才能带动发电机以额定转速旋转。
南高齿还与美国通用开展技术合作，专为通用公司做配套。
齿轮箱外资企业主要是弗兰德机电传动（天津）有限公司，2005年被西门子公司 收购后改名西门子机械传动（天津）有限公司，主要为外资整机厂供货。
2.2轴 承
风电机组主轴承在国内还没有专业制造厂， 目前几乎全部依赖进口，主要的国外厂商有 SKF、FAG等；其他部位的轴承，如偏航轴 承和变桨轴承，徐州罗特艾德公司可以生产。
风力发电系统构成
一、风力发电机组的系统组成
风力发电系统是将风能转换为电能的机械、电气及控制设 备的组合。
水平轴发电装置通常包括风叶、传动机构（传动轴、增速 器）、停车制动器、发电机、机座、 塔架、调速器（或限 速器）、对风装置、储能装置和控制器等。
（1）叶轮
将风的动能转换为机械能并带动其它装置。 叶轮由叶片与轮毂组成。 1.1叶片数目的确定 依据使用目的、当地风能状况决定采用高速或低速风轮后。 叶片数选择的基本原则： （1）提高风轮转速就要减少叶片数，这样可使齿轮箱变速比减小，并可降
风力发电设备知识点总结
风力发电设备知识点总结一、风力发电技术概述风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术。
风力发电技术通过安装在风力发电机组上的叶片捕捉风能，然后转化为机械能，再通过发电机转化为电能供电。
风力发电技术已经成为世界上最重要的可再生能源之一，成为当前清洁能源发展的主力军之一。
由于风力发电具有无污染、资源丰富、可再生等特点，受到了世界各国的高度重视和积极发展。
二、风力发电设备的主要组成部分1. 风力发电机组风力发电机组包括风力涡轮机、齿轮箱、发电机、控制系统和塔架等五个主要部分。
其中，风力涡轮是捕捉风能的设备，通过转化为机械能，然后传递给齿轮箱；齿轮箱将转速提高，并传动到发电机，通过发电机转化为电能供应给电网；控制系统能够自动调整风力发电机组的运行状态，保证其安全、高效地发电。
2. 风力涡轮机风力涡轮机是风力发电机组中最为核心的部件，也是用来捕捉风能并转化为机械能的设备。
风力涡轮机分为水平轴风力涡轮机和垂直轴风力涡轮机两种，一般而言水平轴风力涡轮机更为常见，因为其在效率和稳定性方面有一定优势。
风力涡轮机通常由机翼、叶片、轴承、桨叶、风轮和塔等部分组成。
利用风力作用在叶片上产生扭矩，进而推动轴承旋转，从而带动风轮旋转。
3. 齿轮箱齿轮箱是风力发电机组中的一个重要部件，主要用于将风轮的旋转速度增大到发电机的标准转速。
齿轮箱扮演着传递动能和调整传动比的重要角色。
齿轮箱的设计和制造对于风力发电机组的运转效率和寿命起到重要影响。
4. 发电机发电机是风力发电机组的核心部件之一，它负责将机械能转化为电能。
发电机的类型主要分为同步发电机和异步发电机两种。
由于大多数风力发电机组需要变频发电，异步发电机普遍受到青睐。
同时，发电机的输出电压和频率需要满足电网要求，这也是设计发电机时需要考虑的重要因素。
5. 控制系统控制系统是风力发电设备的智能化控制核心。
控制系统可以根据风速、风向、负荷需求等参数，来自动调整风力发电机组的运行状态，保证其在不同工况下运行稳定、高效，并确保设备的安全性。
风力发电机组主体模块
风力发电机组主体模块
风力发电机组的主体模块包括以下几个部分。
1. 风轮：风力发电的主要部件，通常由几个叶片组成，其形状和数量会影响风力发电机组的风能转化效率。
2. 转轴：承载风轮的轴，将风力转化为旋转动能。
3. 发电机：将旋转动能转化为电能的部件，通常是一个磁铁和线圈的组合。
4. 风速传感器：测量风速的传感器，用于监测风力的强度，从而调整风力发电机组的工作状态。
5. 控制器：根据风速传感器的反馈信息，控制风力发电机组的转速和输出电量。
6. 塔架：用于支撑风力发电机组的结构，通常是一个高塔，使风轮能够达到更高的海拔位置，以获得更强的风力。
7. 基础：支撑风力发电机组的底座，通常是一个混凝土基础，用于固定塔架和稳定整个结构。
以上是风力发电机组主要的模块，不同型号和设计的风力发电机组可能会有些差异，但基本原理是相似的。
风力发电机组的基本构成
风力发电机组的基本构成
风力发电机组是将风能转化为电能的装置，通常由以下几个部分构成：
1. 风轮：风轮是风力发电机组的核心部件，它由叶片、轮毂和轴组成。
风轮的作用是捕捉风能并将其转化为机械能。
2. 机舱：机舱内装有风力发电机组的主要设备，如发电机、变速器、控制器等。
机舱通常安装在塔顶，通过塔筒与地面相连。
3. 塔筒：塔筒是支撑机舱和风轮的结构，它通常由钢材制成，具有足够的强度和稳定性，以承受风轮和机舱的重量以及风载荷。
4. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的设备，它通常采用异步发电机或同步发电机。
发电机的输出功率与风轮的转速和风速有关。
5. 变速器：变速器的作用是将风轮的低速旋转转化为高速旋转，以适应发电机的转速要求。
变速器通常采用齿轮箱或液力耦合器。
6. 控制器：控制器是风力发电机组的控制中心，它负责监测风速、风向、风轮转速、发电机输出功率等参数，并根据预设的控制策略对风力发电机组进行调节和控制。
7. 基础：基础是支撑塔筒和风力发电机组的结构，它通常由混凝土制成，具有足够的承载能力和稳定性。
8. 电缆：电缆用于将发电机的输出电能传输到地面的变压器或配电柜。
以上是风力发电机组的基本构成部分，不同类型和规格的风力发电机组可能会有所不同，但总体结构和功能基本相似。
风力发电机组的构成 -回复
风力发电机组的构成-回复风力发电机组是利用风能将其转化为电能的一种装置。
它由多个部件组成，每个部件都发挥着重要的作用。
本文将一步一步回答关于风力发电机组构成的问题。
一、风力发电机组的主要部件1. 风轮（Rotor）：风轮是风力发电机组的关键部分。
它通常由数个叶片组成，以获得最佳的风能捕获效率。
风轮的材料通常是轻质而坚固的材质，如玻璃纤维或碳纤维。
它通过风力的作用旋转，进而带动发电机发电。
2. 发电机（Generator）：发电机是将风轮的旋转动能转化为电能的设备。
它通常是一种永磁同步发电机，通过风轮旋转产生的机械能转化为电能。
发电机通常将电能输出到电网供人们使用或者储存到蓄电池中。
3. 齿轮箱（Gearbox）：风力发电机组的齿轮箱用于将风轮的旋转速度从低速转换为高速，以适应发电机的工作需要。
齿轮箱通常由多组齿轮组成，以实现速度的适当调整。
它还可以提供额外的力矩，以增加风轮的转速。
4. 控制系统（Control System）：控制系统是风力发电机组的核心部分。
它负责监测和控制风能转化过程中的各个参数，以确保风力发电机组的安全和高效运行。
控制系统可以根据风速的变化调整风轮的转速，以最大限度地利用风能。
二、风力发电机组的辅助部件1. 塔筒（Tower）：塔筒是风力发电机组的支撑结构，用于将风轮设置在适当的高度上。
塔筒通常由钢材制成，具有足够的强度和稳定性以抵御风力的影响。
塔筒的高度决定了风轮能够捕获到的风能的多少，较高的塔筒可以获得更大的风力资源。
2. 控制柜（Control Cabinet）：控制柜是控制系统的一部分，用于集中控制和监测风力发电机组的运行状态。
它通常包括电气元器件和仪器仪表，用于监测各项参数如风速、转速、功率等，以保持系统的稳定运行。
3. 变流器（Converter/Inverter）：变流器是将发电机输出的交流电转换为直流电或者逆变为标准电压和频率的设备。
变流器通常用于将风力发电系统产生的电能转接至电网，以满足人们日常生活和工业生产的需要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、风力发电系统有哪些设备组成
2.1 基本原理和部件组成如下：
大部分风电机具有恒定转速，转子叶片末的转速为64米/秒，在轴心部分转速为零。
距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。
图中的黄色带子比红色带子，被吹得更加指向风电机的背部。
这是显而易见的，因为叶片末端的转速是撞击风电机前部的风速的八倍。
大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。
从转子叶片看过去，并向叶片的根部移动，直至到转子中心，你会发现风从很陡的角度进入（比地面的通常风向陡得多）。
如果叶片从特别陡的角度受到撞击，转子叶片将停止运转。
因此，转子叶片需要被设计成螺旋状，以保证叶片后面的刀口，沿地面上的风向被推离。
2.2 风电机结构
机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风电机塔进入机舱。
机舱左端是风电机转子，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：转子轴心附着在风电机的低速轴上。
低速轴：风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。
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。
图中显示了风电机偏航。
通常，在风改变其方向时，风电机一次只会偏转几度。
电子控制器：包含一台不断监控风电机状态的计算机，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电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风电机操作员。
液压系统：用于重置风电机的空气动力闸。
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。
一些风电机具有水冷发电机。
塔：风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。
蓄电池：是发电系统中的一个非常重要的部件,多采用汽车用铅酸电瓶，近年来国内有些厂家也开发出了适用于风能太阳能应用的专用铅酸蓄电池。
也有选用镉镍碱性蓄电池的，但价格较贵。
控制器和逆变器：风力机控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电，以保证蓄电池不至于过充和过放，以保证蓄电池的正常使用和整个系统的可靠工作。
目前风力机控制器一般都附带一个耗能负载，它的作用是在蓄电池瓶已充满,外部负荷很小时来吸纳风力机发出的电能。
逆变器：逆变器是把直流电(12V、24V、36V、48V)变成220V交流电的装置，因为目前市场上很多用电器是220V供电的，因此这一装置在很多应用场合是必须的。
2.3 风电机发电机
风电机发电机将机械能转化为电能。
风电机上的发电机与你通常看到的，电网上的发电设备相比，有点不同。
原因是，发电机需要在波动的机械能条件下运转。
2.3.1 输出电压
大型风电机（100-150千瓦）通常产生690伏特的三相交流电。
然后电流通过风电机旁的变压器（或在塔内），电压被提高至一万至三万伏，这取决于当地电网的标准。
大型制造商可以提供50赫兹风电机类型（用于世界大部分的电网），或60赫兹类型（用于美国电网）。
2.3.2 冷却系统
发电机在运转时需要冷却。
在大部分风电机上，发电机被放置在管内，并使用大型风扇来空冷；一部分制造商采用水冷。
水冷发电机更加小巧，而且电效高，但这种方式需要在机舱内设置散热器，来消除液体冷却系统产生的热量。
2.3.4 启动及停止发电机
如果你通过弹开一个普通开关，将大型风电机发电机与电网连接或解开，你很可能会损毁发电机、齿轮箱及邻近电网。
2.3.5 发电机电网的设计
风电机可以使用同步或异步发电机，并直接或非直接地将发电机连接在电网上。
直接电网连接指的是将发电机直接连接在交流电网上。
非直接电网连接指的是，风电机的电流通过一系列电力设备，经调节与电网匹配。
采用异步发电机，这个调节过程自动完成。
2.4 转子叶片
2.4.1 转子叶片轮廓（横切面）
风电机转子叶片看起来像航行器的机翼。
实际上，转子叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。
但是叶片内端的厚轮廓，通常是专门为风电机设计的。
为转子叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面，诸如可靠的运转与延时特性。
叶片的轮廓设计，即使在表面有污垢时，叶片也可以运转良好。
2.4.2 转子叶片的材质
大型风电机上的大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料（GRP）制造。
采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择，但这种叶片对大型风电机是不经济的。
木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在转子叶片市场出现，尽管目前在这一领域已经有了发展。
钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题，他们目前只用在小型风电机上。
2.5 风电机齿轮箱
为什么要使用齿轮箱？
风电机转子旋转产生的能量，通过主轴、齿轮箱及高速轴传送到发电机。
为什么我们不能通过主轴直接驱动发电机？
如果我们使用普通发电机，并使用两个、四个或六个电极直接连接在50赫兹交流三相电网上，我们将不得不使用转速为1000至3000转每分钟的风电机。
对于43米转子直径的风电机，这意味着转子末端的速度比声速的两倍还要高。
另外一种可能性是建造一个带许多电极的交流发电机。
但如果你要将发电机直接连在电网上，你需要使用200个电极的发电机，来获得30转每分钟的转速。
另外一个问题是，发电机转子的质量需要与转矩大小成比例。
因此直接驱动的发电机会非常重。
使用齿轮箱，你可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩，转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。
风电机上的齿轮箱，通常在转子及发电机转速之间具有单一的齿轮比。
对于600千瓦或750千瓦机器，齿轮比大约为1比50。
2.6 风电机偏航装置
风电机偏航装置用于将风电机转子转动到迎风的方向。
2.6.1 偏航误差
当转子不垂直于风向时，风电机存在偏航误差。
偏航误差意味着，风中的能量只有很少一部分可以在转子区域流动。
如果只发生这种情况，偏航控制将是控制向风电机转子电力输入的极佳方式。
但是，转子靠近风源的部分受到的力比其它部分要大。
一方面，这意味着转子倾向于自动对着风偏转，逆风或顺风的汽轮机都存在这种情况。
另一方面，这意味着叶片在转子每一次转动时，都会沿着受
力方向前后弯曲。
存在偏航误差的风电机，与沿垂直于风向偏航的风电机相比，将承受更大的疲劳负载。
2.6.2 偏航机构
几乎所有水平轴的风电机都会强迫偏航。
即，使用一个带有电动机及齿轮箱的机构来保持风电机对着风偏转。
本图显示的是750千瓦风电机上的偏航机构。
我们可以看到环绕外沿的偏航轴承，及内部偏航马达及偏航闸的轮子。
几乎所有逆风设备的制造商都喜欢在不需要的情况下，停止偏航机构。
偏航机构由电子控制器来激发。
2.6.3 电缆扭曲计数器
电缆用来将电流从风电机运载到塔下。
但是当风电机偶然沿一个方向偏转太长时间时，电缆将越来越扭曲。
因此风电机配备有电缆扭曲计数器，用于提醒操作员应该将电缆解开了。
类似于所有风电机上的安全机构，系统具有冗余。
风电机还会配备有拉动开关，在电缆扭曲太厉害时被激发。
. .。