風(fēng)力發(fā)電原理的風(fēng)力發(fā)電

熱心網(wǎng)友：風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，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。因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染，是一種特別好的發(fā)電方式。 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；我國近幾年風(fēng)電產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)。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。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)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，它是一以大氣為工作介質(zhì)的能量利用機(jī)械。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?！「咚佥S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?！∑窖b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 前言　　第1章緒論1　　1 1風(fēng)能利用及風(fēng)力發(fā)電歷史2　　1 2中國風(fēng)能資源與開發(fā)前景4　　1 2 1風(fēng)能特點(diǎn)4　　1 2 2我國風(fēng)能資源分布特點(diǎn)及　　開發(fā)前景5　　1 2 3風(fēng)電發(fā)展概況7　　1 3風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展8　　1 3 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的類型8　　1 3 2大型水平軸并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的　　基本結(jié)構(gòu)10　　1 3 3風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r11　　1 4風(fēng)電機(jī)組相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)14　　1 4 1國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)14　　1 4 2國外主要風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)15　　1 4 3中國主要風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)16　　思考題17　　第2章風(fēng)能及其轉(zhuǎn)換原理18　　2 1風(fēng)的種類及其特性18　　2 1 1風(fēng)的形成及其基本特性18　　2 1 2全球性的風(fēng)21　　2 1 3地方性的風(fēng)22　　2 1 4平均風(fēng)23　　2 1 5脈動(dòng)風(fēng)27　　2 1 6極端風(fēng)29　　2 1 7地形地貌對風(fēng)的影響31　　2 2風(fēng)的測量與估計(jì)32　　2 2 1風(fēng)向的測量33　　2 2 2風(fēng)速的測量33　　2 2 3風(fēng)能估計(jì)34　　2 3風(fēng)能資源評估及風(fēng)電場選址概述37　　2 3 1風(fēng)能資源評估38　　2 3 2風(fēng)電場選址38　　2 4風(fēng)能轉(zhuǎn)換基本原理40　　2 4 1葉片上的氣動(dòng)力40　　2 4 2風(fēng)能轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)理論42　　2 5風(fēng)力機(jī)的特性46　　2 5 1風(fēng)輪空氣動(dòng)力特性46　　2 5 2風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性47　　2 5 3實(shí)度對風(fēng)力機(jī)特性的影響48　　思考題50　　第3章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)51　　3 1水平軸風(fēng)電機(jī)組概述51　　3 1 1風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)、性能　　和類型51　　3 1 2風(fēng)電機(jī)組主要參數(shù)56　　3 1 3風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)級別60　　3 2風(fēng)輪61　　3 2 1葉片61　　3 2 2輪轂66　　3 2 3變槳機(jī)構(gòu)67　　3 3風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)69　　3 3 1風(fēng)輪主軸69　　3 3 2增速齒輪箱71　　3 3 3軸的連接與制動(dòng)79　　3 4機(jī)艙、主機(jī)架與偏航系統(tǒng)80　　3 4 1機(jī)艙80　　3 4 2主機(jī)架80　　3 4 3偏航系統(tǒng)81　　3 5塔架與基礎(chǔ)84　　3 5 1塔架84　　3 5 2陸上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)88　　3 5 3海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)90　　3 6風(fēng)電機(jī)組其他部件91　　思考題91　　第4章風(fēng)力發(fā)電機(jī)92　　4 1發(fā)電機(jī)的工作原理92　　4 1 1發(fā)電機(jī)的基本類型92　　4 1 2直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理94　　4 1 3同步交流發(fā)電機(jī)的基本工作　　原理95　　4 1 4異步交流發(fā)電機(jī)的基本工作　　原理97　　4 2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)98　　4 2 1并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組使用的發(fā)電機(jī)99　　4 2 2離網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組使用的發(fā)電機(jī)100　　4 3并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)101　　4 3 1同步發(fā)電機(jī)101　　4 3 2異步發(fā)電機(jī)103　　4 3 3雙饋異步發(fā)電機(jī)104　　4 3 4直驅(qū)型發(fā)電機(jī)107　　思考題110　　第5章風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制及安全　　保護(hù)111　　5 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)111　　5 1 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本控制　　要求111　　5 1 2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)　　結(jié)構(gòu)114　　5 1 3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制　　過程115　　5 2風(fēng)力機(jī)控制117　　5 2 1風(fēng)力機(jī)控制的空氣動(dòng)力學(xué)　　原理117　　5 2 2定槳距風(fēng)力機(jī)控制118　　5 2 3變槳距風(fēng)力機(jī)控制119　　5 2 4功率控制121　　5 3發(fā)電機(jī)控制123　　5 3 1風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制要求123　　5 3 2異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制124　　5 3 3雙饋式發(fā)電機(jī)控制129　　5 3 4直驅(qū)式發(fā)電機(jī)控制132　　5 4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組信號檢測135　　5 4 1風(fēng)速及風(fēng)向信號檢測135　　5 4 2轉(zhuǎn)速信號檢測135　　5 5控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)136　　5 5 1制動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)137　　5 5 2變槳距執(zhí)行系統(tǒng)137　　5 5 3偏航系統(tǒng)139　　5 6風(fēng)電機(jī)組的安全保護(hù)140　　5 6 1風(fēng)電機(jī)組安全保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)140　　5 6 2風(fēng)電機(jī)組安全鏈系統(tǒng)141　　5 6 3風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷保護(hù)142　　思考題143　　第6章垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組145　　6 1垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其發(fā)展　　概況145　　6 1 1垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展　　概況145　　6 1 2垂直軸風(fēng)力機(jī)的類型146　　6 1 3垂直軸風(fēng)力機(jī)的主要特點(diǎn)148　　6 2垂直軸風(fēng)力機(jī)基本原理149　　6 2 1阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)149　　6 2 2升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)151　　6 3水平軸與垂直軸風(fēng)力機(jī)的對比152　　思考題153　　第7章離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)154　　7 1離網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用154　　7 1 1向大用戶直接供電154　　7 1 2向農(nóng)戶、村落、農(nóng)牧場供電155　　7 2微、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)156　　7 2 1葉片與風(fēng)輪157　　7 2 2調(diào)速裝置157　　7 2 3調(diào)向裝置158　　7 2 4發(fā)電機(jī)159　　7 2 5塔架160　　7 2 6蓄電池160　　7 2 7控制器和逆變器160　　7 3互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)160　　7 3 1風(fēng) 光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)160　　7 3 2風(fēng)力發(fā)電機(jī)與蓄電池系統(tǒng)162　　7 3 3風(fēng)力 柴油互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)164　　7 4儲能裝置166　　7 4 1蓄電池166　　7 4 2抽水蓄能170　　7 4 3飛輪儲能170　　7 4 4超導(dǎo)儲能171　　7 4 5其他儲能方式171　　思考題171　　附錄風(fēng)力發(fā)電名詞術(shù)語漢英對照172　　參考文獻(xiàn)178