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　　1、风力发电原理，发表：王先生，1，风力发电原理：用风力旋转风车叶片，用增速器提高转速，促进发电机发电。 简单来说，风力发电是把风能转换为机械能，把机械能转换为电能的过程。 现代风力发电机，像飞机机翼一样采用空气动力学原理。 2、风不是推一推风车叶片，而是吹叶片形成叶片表里的差压，这种差压产生提升力，使风车旋转，继续穿越风流。 根据现在的风车技术，能够以每秒约3米的微风速度(微风的程度)开始发电。 风力发电形成了世界性的热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射和空气污染。 3、(1)风电设备、构成：风力发电机组包括两大部分，一是将风能转换为机械能的风力机，另一个是发电机，将机械能转换为电能。

　　2、 分类：1)根据其收集的风能的结构形式和在空间上的配置，可分为水平轴式或垂直轴式。 2 )从塔的位置，分为上风向式和背风面式，4，3 )根据叶片的数量，也可以分为单叶片、双叶片、三叶片、四叶片、多叶片式。 4 )叶片和形式分为螺旋桨式、h型、s型等；5 )根据叶片的工作原理不同，提升力类型和阻力类型也不同。 6 )按风力机的容量分，有微型(1kW以下)、小型(110kW )、中型(10100kW )和大型(100kw以上)机型。5、1、风力机主要技术指标残奥表、风车直径、通常风力机功率越大，采用直径越大的叶片数、高速发电用风力机24片、低速风力机4片叶片材料、现代高强度低密度复合材料的风力能量

　　3、利用系数一般在0.150.5之间停止风速，通常为1535ms； 输出、现代风力机一般分为数百干瓦数兆瓦的直流发电机和交流发电机，也有发电机或塔的高度等。7、2、水平轴力风扇，特点：风力机风车轴和地面为水平状态，称为水平轴风力机。 构成：由此类内风车增速器、调速电机、调向装置、发电机与塔等零配件组成，大中型风力机有自动控制系统。 应用：该风力机功率从数十千瓦到数兆瓦，是前几天最具实际开发价值的风力机：类型：传统风车、低速风力机及高速风力机，8、水平轴力风扇图，9、10、3、垂直轴风力机，特点：风车旋转轴垂直于地面状态的风力应用：目前垂直轴风力机尚未大量商品化，但不需要大型塔架，发电机可安装在地面

　　4、上，维护方便，叶片制造简便等研究增多，各种形式陆续出现。 各种形式的垂直轴风力机。11、型风力机图、12、13、(2)风力发电系统，从外部看，整个风力发电机组只能看到风车、机舱、塔式三个主要部分。 发电机、传动系统、操纵系统等集成在机舱内。 机舱不仅承担容纳所有机械零件的功能，还起到承受所有外力(包括静负荷和动载荷)的作用。 机舱的底盘车和塔之间有旋转体，机舱可以水平旋转。14、15、用户针织面料的整体结构、用户针织面料的整体结构图：16、(3)风力发电机的主要构成部分介绍1、风车、风力机与其他机械区别最主要的特征是风车。 风车一般由23片叶片和轮毂构成，具有将风能转换为机械能的功能。 由于风

　　5、力发电机的理论基础也是空气动力学，其叶片形状与叶片很相似。 风通过水平轴风力发电机的叶片时，由于叶片与风所成的角度，风在叶片上形成提升力，风力发电机通过叶片的提升力使风力转换为旋转的机械能，启动发电机发电。、17、2、塔式机、风力机不仅能承载风力机的重量，而且还能承受风力机和塔式机喷上的风压、风力机运行中的动载荷。 其刚度与风力机的振动有着密切的关系。 水平轴风力发电机塔主要分为管柱型和管桁架型。 一般的圆柱形塔对风的阻力小，特别是在下风向风力机中湍流的影响比管桁架式塔小。 管桁架式塔式机常用于中小型风力机，具有成本低、运输方便的优点。 但是，这个塔会使下风向风力机的叶片产生大的湍流。18、立

　　6、柱型和管桁架型图：19、3、机舱、20、21、4、齿轮箱，相对于容量大的风力发电机组，风车的转速低，因此远远达不到发电机发电的要求，大多通过齿轮箱的增速作用实现。 另一方面，并行运转的发电机需要以再同步转速左右运转，因此，风力发电机组在主轴和发电机之间安装了增速传动机构。 风力机的传动机构有低速轴、高速轴、齿轮箱、联轴器、刹车器等。 风力发电机组的齿轮箱也称为增速箱。 齿轮箱的主要功能是，风车将风力产生的动力传递给发电机，得到与之相应的转速。 齿轮箱对于大型风力发电机，为了限制其转速，执行机构的增速比为4050。 这样可以减轻发电机的重量，降低成本。 22、5、偏航系统是风力机风车叶片的旋转平

　　7、坦，用于调整与空气流动方向相对的位置的机构。 风车叶片的旋转平面与气流方向垂直时，即朝向风向时，由于风力机从流动的空气取得的能量最大，因此风力机的输出最大，因此调向机构也被称为迎风机构(通称偏航系统)。 偏航系统整体由电滚子及减速机构、偏航调整系统及双绞线、偏航导航仪表系统的作用、偏航系统的主要作用有两个：1)与风力发电机组的操纵系统合作，使风发电机组风车始终处于迎风状态，利用风能，提高风力发电机组的发电效率2 )为保障风力发电机组安全运行提供必要的摇滾乐扭矩。 (24 )发电机、发电机的作用是利用电磁效应现象将风车输出的机械能转换为电能。 发电机有基本类型：普通异步风力

　　8、发电机组双种子文件异步风力发电机组直接驱动式同步风力发电机组(包括永久磁铁发电机和直流励磁发电机)混合型风力发电机组，25，1，普通异步风力发电机组2 .转子转速固定，风能利用率低， 其转速由齿轮箱的传动比和发电机的极对数决定3 .转子电流产生的旋转磁场的转速高于同步速度的运行4 .发电机定子直接与电力网相连，起动时产生大的起动电流，配置起动装置。 5 .有必要从系统吸收大量的无效量，并且布置无效补偿装置。 结构简单，易于控制。26、2、双种子文件式异步风力发电机组、技术特点： 1、叶轮转速低，一般需要每一分钟十几转，齿轮箱增速的2 .转子绕组经由电气滑环或采用绕组结构的电力电子换流装置连接，

　　9、27、3、电力电子换流装置的控制作用调节控制发电机的转子电流和电磁转矩，可以根据风速的变化改变转子转速，使风力发电系统得到最大风能量捕捉效率，风力能量利用率高4 .在低风速时，发电机转子运行得比同步速度低， 在发电机转子绕组经由逆变器向发电机供给励磁电力的高风速时，发电机转子运转得比同步速度高，发电机转子绕组向逆变器输出励磁电力5 .直接与电力网连接，能够控制转子电流，因此能够实现风力发电机的平滑并联网。、28、3、直接驱动式同步风力发电机组、技术特点：1)叶轮转速低，一般每一分钟十几转，转子绕组通过增加极对数降低同步转速，避免了齿轮箱损耗2 )同步电机励磁系统可以采用直流励磁或永久吸铁石励磁

　　10、方式，转子的极对数多29、3 )在直流励磁方式的同步电机中，转子转速的调节可以通过控制励磁电流的大小来控制电磁转矩，对于风力发电系统能够得到最大风能量捕捉效率的永磁同步电机，可以通过调节直流电压来控制电磁转矩， 风力发电系统能够得到最大风能量捕捉效率，风力能量利用率高4 )在直流励磁方式的同步电机中，在励磁损失小的永磁同步电机中，存在硬磁材料的消磁现象。 5 )经由电力电子逆变器与输电网连接，能够调整吸收或输出，因此能够实现风力发电机的平滑并网。 6 )电力网端逆变器采用空间向量控制技术，可实现发电机的有功功率和无功功率的解薯控制，可以独立调节发电机在系统中的吸收或无功。 构造、操纵系统复杂。

　　11、30、以上风力发电机优缺点比较表，31、双种子文件、永磁吸铁石和直流励磁风力发电机外观图，双种子文件风力发电机外观特征：机舱细长，直接驱动永磁吸铁石风力发电机外观特征：机舱粗，直流励磁风力发电机外观特征：机舱肥大，32，(4) 操纵系统的主要功能2 )通过各种传感器自动检测风力发电机组的运行残奥表及状态，包括风速、风向、风力机风车转速、发电机转速、发电机温度上升、发电机输出、功率因数、电压、电流等从齿轮箱轴承的油温、液压系统的液压等。 3 )风速增大最大运转速度(一般设定为25ms )时实现自动停止。 4 )故障保护。 5 )通过光缆或电话线、风机控制方式和内容，一个完整的风力发

　　12、电机组通常由风车、增速齿轮箱、风力发电机、机台、塔式机、调速电机、调向器、汽车停车刹车器、操纵系统等组成，并应有效地控制风力机组针织面料能够稳定运行。 考虑风力发电机组的特殊性，按重要性的顺序，控制器应依次满足以下要求：1)风力转换系统稳定；2 )在运行中，因各种不确定因素如阵风、剪断风、负载变化而存在鲁棒性；3 )控制成本小，即不同的输入信号的振幅有一定的限制，如方向转换的时间等，34，4 )将风力能源最大限度地转换为电能，即在额定风速以下，发电机每一风速输出的电力有可能成为最大，在额定风速以上，输出电力保持一定5 )风力发电机输出的电力保持定电压定频率，具有高的电能质量。 风力发电机组的控

　　13、制目标有很多项目，控制方法多样，按受控对象大致分为偏航系统、发电机并网操纵系统、发电机电力操纵系统、电容器操纵系统等，其中两个核心问题是最大限度地捕获风能，提高风能转换效率，改善电能质量。 从风力机最大风能捕获的运转原理可知，风速越高，与此相对应的风力机的转速越高。 但是，受到风力发电机组的转速极限、电力极限等的限制，风力机的转速不能太高。因此，为了实现最大风能捕捉，风力机有三种典型的运转状态：以低风速级执行变速运转，保持一定的风力利用系数Cp值，根据风速变化控制风力机的转速，直到叶片前变速比达到界限为止不变化。 在转速达到极限后，风速进一步变大时，在输出最大电力之前以一定转速控制风力机的运转

　　14、，此时的风力Cp未必是最大值。 超过额定风速时，输出功率达到极限，以恒定功率输出功率调节风力机。 (36 )风的能量和测量，产生能量的基本要素：风具有一定的质量和速度。 风能的主要特性残奥表包括风能、风能密度、风速和风级、风向和风频率、风的测量等。 1 )风能：把空气运动产生的动能称为“风能”。 2 )风能密度：通过每单位时间的每单位截面积的风能。 风速和风级：风速是空气在单位时间内移动的距离，国际单位为米秒(m/s )或千米时间(kmh )。 13阶段4 )风向和风频率：通常，风吹来的地平方向为风的方向，即风向。 风频率是指风向的频率，即一定时间内某风向出现的次数占各风向出现的总次数的比例，

　　15、5 )风的测定：风的量测仪器主要有风向器、杯风速器和3杯轻微的风向风速修正等。 38、1、风中的能量、风中包含的能量是动能，因此P=1/2AV3是风能，与风速的立方成比例，风速的微小增加是电力的显着增加风力与海面1.225kg/m3的空气比重成比例，风能受到气压和温度的影响(P=1/2AV3) 1 )功率系数(Cp )描述将风力能转换为机械能的效率2 )为了表示风车在不同风速下的状态，以翼周速度和风速比进行测定，称为翼尖速比。 其中，r叶轮的半径、n叶轮的机械转速、v作用于风力机的对面风速。 风中的能量并非全部由鼓风机转换，其理论最高限度Cp(max)=0.593，通常被称为贝茨因子。 40、

　　16、3，叶片变速比的影响，风力利用系数Cp与风力机叶片变速比的对应关系：41、4，风车的功率输出，风力机收集风力的基本修正算式P=(Cpv3A)/2，其中，Cp是风力利用系数(powercoeffa )，Cp=Pcapture/Pwind是在水汽压(即大气湿度) v和风速(m/s )下，通常根据轮毂高度处的风速，a被订正为叶轮的扫气面积(m2 )、440的交流电力的频率由发电机的转速决定：其中，p发电机的磁极对数、n发电机的转速、f交流电力的频率。 (43 PG电子 PG平台)、(6)风力发电机组分为固定间距和可变间距单针织面料。 定螺距风力发电机组的功率调节完全取决于叶片的气动特性。 该用户针织面料的输出根据风速

　　17、的变化而变化，当风速超过额定风速时，由于刀片的失速和偏航控制，风力能量转化系数Cp降低，使电力维持一定。 变桨距变速调节型变桨距组合针织面料，为了尽可能提高风力机的风力转换效率，稳定风力机的输出，风力机可通过轮毂室内的叶片根部的液压装置或电动机构进行桨距调整。 可变螺距风力发电机组的功率调节并不完全依赖于叶片的气压特性，而是根据与叶片相适应的叶片攻角的变化来进行调节。 44、1、定间距失速调节型单针织面料一般通过同步电动机或者笼型鼠笼式电机进行定间距失速控制的风车，使发电机的转速保持一定。 并且，使风电机并网后的定子磁场旋转频率与栅极频率相等的转子、叶轮的变化范围小，捕捉风力能量的效率低。、4

　　18、5、2、采用变桨距变速调节型单针织面料，一般采用双种子文件电动机或永磁同步电机，将调速电机与变桨距控制相结合，使叶轮的转速随着风速的变化而在大范围内变化，保持最佳的叶片前端变速比运转，使风能利用系数在大风速的变化范围内达到最大值发电机产生的电力由电流互感器调节，成为与输电网相同频率、同相、同幅的电力，被输送给输电网。46、3、变桨变速风力发电机组的动力驱动、现在流行的变桨风力发电机组的动力驱动系统主要有两个方案：1)提速齿轮箱卷线式异步电滚子双种子文件电流互感器。 2 )无齿轮箱的直接驱动低速永久磁铁发电机全功率电流互感器。 两种方案各有优缺点：1)前者采用高速马达，体积小，重量轻，双种子文件变流器的容量只与电动机的滑动容量有关，效率高，价格便宜，缺点是快速齿轮箱昂贵，噪音大，容易疲劳2 )后者没有齿轮箱，可靠性高，但采用低速永磁电动机，体积大，成本高，电流互感器需要全功率，成本高。47、变速恒频方式1 :永久吸铁石同步直接驱动，电流互感器将风力发电机组定子能量输出至系统电流互感器的容量与风力发电机组的容量相等，48、变速恒频方式2 :换流励磁双种子文件，电流互感器连接风力发电机组专用端子，交换差电力变流器的容量为风力发电机组容量的1/31/2，49 50，

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