風(fēng)力發(fā)動機(jī)原理圖：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“電廠各個設(shè)備原理圖”（點擊查看詳情），今天應(yīng)粉絲要求帶來的風(fēng)電版的原理構(gòu)成解述~

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　　今天我們試圖通過兩個視頻和相應(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，但它不是只由一個發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個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)動以實現(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，每個轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米，而且被設(shè)計得很像飛機(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)空氣動力閘的運行。

　　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)每分鐘運轉(zhuǎn)，并驅(qū)動發(fā)電機(jī)。它裝備有緊急機(jī)械閘，用于空氣動力閘失效時，或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時。

　　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:借助電動機(jī)轉(zhuǎn)動機(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，風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會偏轉(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)，該控制器可以自動停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，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)的空氣動力閘。

　　冷卻元件:包含一個風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外，它包含一個油冷卻元件，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，因為離地面越高，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，因為他們可以通過內(nèi)部的梯子到達(dá)塔頂。格狀的塔的優(yōu)點在于它比較便宜。

　　【來源】e-works

　　碳道

風(fēng)力發(fā)動機(jī)原理圖：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？

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　　今日咱們試圖經(jīng)過兩個視頻和相應(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，但它不是只由一個發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個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，每個轉(zhuǎn)子葉片的測量長度大約為20米，并且被設(shè)計得很像飛機(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，來激起空氣動力閘的運轉(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)每分鐘運轉(zhuǎn)，并驅(qū)動發(fā)電機(jī)。它配備有緊急機(jī)械閘，用于空氣動力閘失效時，或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時。

　　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:憑借電動機(jī)滾動機(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)改動其方向時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會偏轉(zhuǎn)幾度。

　　電子控制器:包括一臺不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計算機(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)，該控制器能夠主動停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的滾動，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)的空氣動力閘。

　　冷卻元件:包括一個電扇，用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外，它包括一個油冷卻元件，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。它能夠為管狀的塔，也能夠是格子狀的塔。管狀的塔關(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)點在于它比較便宜。

風(fēng)力發(fā)動機(jī)原理圖：風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理，是利用風(fēng)力帶動風(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。把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。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)和儲能裝置等構(gòu)件組成超低速風(fēng)力發(fā)電機(jī)為一由轉(zhuǎn)動盤、固定盤、風(fēng)輪葉片、固定輪、立竿、集電環(huán)盤、舵桿、尾舵和逆變器組成的系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動盤和固定盤構(gòu)成該系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，逆變器包括50赫正弦波振蕩器、整形電路、低壓輸出電路和倒相推挽電路。本系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)的優(yōu)點，一是具有超低速建壓特點，能在葉片轉(zhuǎn)速低于每分鐘100轉(zhuǎn)時正常發(fā)電，為弱風(fēng)地區(qū)風(fēng)力資源的開發(fā)利用提供了新途徑；二是結(jié)構(gòu)簡易，鐵芯無開槽，也無電樞繞組，易維修，使用壽命長.

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理，是利用風(fēng)力帶動風(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，為風(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(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，但它不是只由一個發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個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)動以實現(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。

　　通常人們認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定，總想選購大一點的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小，而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地，小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會比大的更合適。因為它更容易被小風(fēng)量帶動而發(fā)電，持續(xù)不斷的小風(fēng)，會比一時狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無風(fēng)時人們還可以正常使用風(fēng)力帶來的電能，也就是說一臺200W風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用，獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。

　　使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，就是源源不斷地把風(fēng)能變成我們家庭使用的標(biāo)準(zhǔn)市電，其節(jié)約的程度是明顯的，一個家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價。而現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電機(jī)比幾年前的性能有很大改進(jìn)，以前只是在少數(shù)邊遠(yuǎn)地區(qū)使用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)接一個15W的燈泡直接用電，一明一暗并會經(jīng)常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術(shù)進(jìn)步，采用先進(jìn)的充電器、逆變器，風(fēng)力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng)，并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個常年不花錢的路燈；高速公路可用它做夜晚的路標(biāo)燈；山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習(xí)；城市小高層樓頂也可用風(fēng)力電機(jī)，這不但節(jié)約而且是真正綠色電源。家庭用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不但可以防止停電，而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學(xué)校、部隊乃至落后的山區(qū)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在成為人們的采購熱點。無線電愛好者可用自己的技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電方面為山區(qū)人民服務(wù)，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動致富。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理圖

風(fēng)力發(fā)動機(jī)原理圖：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)動慣量),通過主軸傳動鏈,經(jīng)過齒輪箱增速到異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速后,通過勵磁變流器勵磁而將發(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)變化時有時無,電壓和頻率不穩(wěn)定,沒有實際應(yīng)用價值.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).同時也使得發(fā)電機(jī)易于控制,實現(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,使這樣一個系統(tǒng)隨時對準(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)動部件的,機(jī)艙在水平面旋轉(zhuǎn),隨時偏航對準(zhǔn)風(fēng)向;風(fēng)輪沿水平軸旋轉(zhuǎn),以便產(chǎn)生動力扭距.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,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)速自動啟動,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/秒時自動停機(jī).

　　現(xiàn)代風(fēng)機(jī)的設(shè)計極限風(fēng)速為60-70米/秒,也就是說在這么大的風(fēng)速下風(fēng)機(jī)也不會立即破壞.理論上的12級颶風(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行,自動地并網(wǎng)和脫網(wǎng);同時*齒輪箱、發(fā)電機(jī)的運行溫度,液壓系統(tǒng)的油壓,對出現(xiàn)的任何異常進(jìn)行報警,必要時自動停機(jī),屬于無人值守獨立發(fā)電系統(tǒng)單元.

　　一種新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理圖

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