风力发电机结构组成及其应用-完整版
永磁直驱风力发电机结构
永磁直驱风力发电机结构：永磁直驱风力发电机的结构主要包括风轮、永磁同步发电机、机架及偏航系统、主控系统、变流器、空－空循环冷却系统、液压系统、润滑系统、变压器、中央监控系统、塔架和机舱等部分。
风轮是永磁风力发电机的核心部件，也是最直接受到风能作用的部分。
它由多个叶片组成，通过风力的作用使得风轮旋转。
风轮通常采用可调角度的叶片设计，以便在不同风速下获得最高效率的转动。
发电机通过法兰与风轮直接相连，省去了影响风机可靠性的最薄弱环节———齿轮箱，以及主轴系统、联轴器等传动部件。
风轮与发电机转子直联，简化了结构，缩短了传动链，最大限度地提高了机组的可靠性和传动效率。
机架和偏航系统支持整个发电机组的运行，并能根据风向的变化自动调整机舱的角度，以保证风轮始终对准风向，提高发电效率。
主控系统负责整个发电机组的运行控制，包括启动、停机、偏航、故障保护等功能。
变流器将发电机产生的电能转换为符合电网要求的电能，空－空循环冷却系统则负责冷却发电机和变流器等发热部件。
液压系统和润滑系统则分别提供机组运行所需的液压动力和润滑。
此外，永磁直驱风力发电机还包括变压器、中央监控系统、塔架和机舱等部分。
变压器将发电机产生的电能升压后送入电网，中央监控系统则负责监控整个发电机组的运行状态和性能。
塔架和机舱则构成了发电机组的支撑结构和运行环境。
风电机组成部分及结构原理
异步双馈发电机 额定功率：1545kW 额定转速：1800rpm 重量：7t
齿轮箱（Gearbox）
作用： 将输入轴的低转 速经若干级齿轮 传动变换到输出 轴的高转速，传 输比为1:90。 结构： 三级行星齿轮传 动机构。
1.2 叶 片（Blade）
叶片主要作
用是吸收风 能。
3.7 低压开关和控制装置
主要元件: 低压配电盘 电压供应 开关部件，包括电脑 变频器
3.8 电源连接
转子叶片角度的调整是由三个转子叶片分别变 桨的，三个调整叶片用的驱动装置和各自的能 源缓冲器(不需外来的能源供应可用来关掉设备和一个 电子元件）与转子叶片角度的同步和实际值控制器一 起安放在转子轮毂里。由于三个转子叶片可分开调整， 三个制动系统也是各自独立的。 除此之外，在快速转动的驱动装置轴上还有一个机械 式制动装置。 当安全关机装置或手动关机装置启动 时，这个机械式制动装置就会起作用，最大的制动力 矩是风力发电设备的额定力矩的1,6倍。 机舱是透过球型旋转接口跟塔身联接， 风向追踪是 用电子方位驱动。
3.6 液压制动
液压机组的功能是打开刹车，或是在设备 运作中维持刹车在开着的状态。这套系统 以 “failsafe”的模式工作, 也就是说，系统 故障时弹簧会启动制动装置的闭合。 停电时，制动装置的液压阀门的开关继电 器的电压供应会中断。在无电压状态下阀 门通风所需的压力下降，制动垫层会被弹 簧推向制动片。
3.2 机 舱
机舱放置在塔的最上端，风力发电设备 的运转所需要的所有功能组件都安装在 机舱里。机舱的里面可供人行走，从塔 筒里面的梯子可进入机舱, 但必须事先启 动相关的锁定装置 (可参考安全指示)。 机舱的外壳是光纤强化塑料 ，上层的壳 盖可用吊车吊起。
风力发电机组的结构及组成
风力发电机组的结构及组成在当今追求清洁能源的时代，风力发电作为一种可持续、无污染的能源获取方式，正发挥着越来越重要的作用。
要了解风力发电的工作原理，首先得清楚风力发电机组的结构及组成。
风力发电机组主要由风轮、机舱、塔筒和基础等部分构成。
风轮是风力发电机组中最为关键的部件之一，它就像是一个巨大的“风车”，负责捕捉风能并将其转化为机械能。
风轮通常由叶片、轮毂和变桨系统组成。
叶片的形状和材质对风能的捕获效率有着至关重要的影响。
一般来说，叶片采用高强度、轻质的复合材料制造，如玻璃纤维增强塑料或碳纤维增强塑料。
叶片的外形设计经过精心计算和优化，以确保在不同风速下都能高效地吸收风能。
轮毂则是连接叶片和主轴的部件，起到支撑和传递扭矩的作用。
变桨系统则可以根据风速的变化调整叶片的角度，以优化风能的捕获和机组的运行效率。
机舱位于塔筒的顶部，里面容纳了风力发电机组的核心设备。
其中包括主轴、齿轮箱、发电机、控制系统等。
主轴将风轮的旋转动力传递给齿轮箱，齿轮箱通过变速将低速的旋转运动转化为高速的旋转运动，以适应发电机的工作要求。
发电机则将机械能转化为电能，常见的有异步发电机和同步发电机两种类型。
控制系统就像是机组的“大脑”，负责监测和控制整个风力发电机组的运行状态，确保其安全、稳定、高效地发电。
它可以根据风速、风向、温度等参数，对机组的运行进行实时调整，如启动、停机、变桨、偏航等操作。
塔筒是支撑机舱和风轮的结构，它通常由钢材制造，高度可达数十米甚至上百米。
塔筒的高度对于风能的利用效率有着重要影响，一般来说，越高的塔筒可以接触到更强更稳定的风资源。
为了保证塔筒的稳定性和强度，其内部通常会设置爬梯和平台，以便人员进行维护和检修。
基础是风力发电机组的“根基”，它要承受整个机组的重量和运行时产生的各种载荷。
常见的基础类型有混凝土基础和桩基础。
混凝土基础通常适用于地质条件较好的地区，而桩基础则适用于地质条件较差或者海上风电场。
除了上述主要部件外，风力发电机组还配备了一系列辅助系统，以确保其正常运行和维护。
风力发电机总体结构设计
风力发电机总体结构设计
风力发电机结构由发电机组、风轮、变换器、轮毂装置、定子结构及支架等部分组成。
发电机组由定子、转子组成，定子由传动轴、主定子绕组和变换器绕组组成，转子由发电机轴和转子绕组组成。
风轮是风力发电机的核心部件，是将风能转化为机械能的器件，将风轮与发电机传动轴连接上，形成发电机的输入部分，从而实现风能的机械转换。
变换器主要由三部分组成：变换器绕组、变换器定子绕组和变换器转子绕组，用于改变定子绕组诱导电流。
轮毂装置是由轮毂、卧链条和滑块组成的，用于实现发电机组的调速。
定子结构主要由铁心和定子夹紧组成，负责定子绕组的固定。
支架是整个风力发电机的支撑结构，需要具有足够的强度、刚度和稳定性，用于将风力发电机吊装在柱上，并将风力发电机组整体固定在柱上。
风力发电机的结构与组成
风力发电机的结构与组成风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置，它由多个部件组成。
本文将介绍风力发电机的结构与组成。
一、塔架风力发电机的塔架是支撑整个设备的基础结构，通常由钢铁或混凝土建造而成。
塔架的高度往往决定了风力发电机的发电效率，因为高度可以使其处于更高的风速区域。
二、风轮风轮是风力发电机的核心部件，也被称为风力涡轮机。
它由多个叶片组成，通常为三片或更多片。
叶片的材料通常是复合材料，如玻璃纤维和碳纤维。
风轮的主要作用是捕捉风能并转化为旋转动能。
三、发电机发电机是将旋转的机械能转化为电能的设备。
在风力发电机中，发电机通常位于塔架的顶部，与风轮相连。
它通过叶片的旋转运动产生电流，将机械能转化为电能。
四、变速器变速器是控制风轮旋转速度的装置。
由于风速的不稳定性，风力发电机需要根据风速的变化来调整旋转速度，以保持发电效率。
变速器可以根据需要调整风轮旋转的速度，使其始终在最佳工作状态。
五、控制系统风力发电机的控制系统负责监测和控制整个发电过程。
它可以实时监测风速、风向、温度等参数，并根据这些参数来调整发电机的工作状态。
控制系统还可以进行故障检测和保护，确保风力发电机的安全运行。
六、电力传输系统电力传输系统将发电机产生的电能传输到电网中。
它包括变压器、电缆和开关装置等设备。
变压器用于提高或降低电压，以适应电网的要求。
电缆用于连接发电机和电网，将电能传输到用户。
七、基础设施除了上述主要部件外，风力发电机还需要一些基础设施来支持其正常运行。
例如，风力发电机需要道路或平台来进行维护和保养。
此外，还需要配套的风能资源评估系统和监测系统，以提高发电效率和安全性。
总结起来，风力发电机的结构与组成主要包括塔架、风轮、发电机、变速器、控制系统、电力传输系统和基础设施。
这些部件相互协作，将风能转化为电能，实现可持续发展的清洁能源。
风力发电机的不断发展和推广将对环境保护和能源安全产生积极影响。
风力发电机的构造及工作原理_风能发电的原理
风力发电机的构造及工作原理_风能发电的原理风力发电机是很多人都熟悉的发电机种类，但是大多数的人不清楚风力发电机是如何发电的。
下面一起来看看小编为大家整理的风力发电机的构造及工作原理，欢迎阅读，仅供参考。
风力发电机结构机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。
机舱左端是风力发电机转子，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600千瓦风力发电机上，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：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。
在现代600千瓦风力发电机上，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，或风力发电机被维修时。
发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。
在现代风力发电机上，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。
通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。
电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，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力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。
液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。
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。
一些风力发电机具有水冷发电机。
塔：风力发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。
风力发电机组的结构及组成
4 玻璃钢叶片的优点
可充分根据叶片的受力特点设计强度和刚度 容易成型，易于达到最大气动效果的翼型 优良的动力性能和较长的使用寿命 维修简便，以节省大量人力物力 耐腐蚀性和耐气候性好 易于修补
20
3.2.2 轮毂
轮毂是将叶片和叶片组固定到转轴上的装置。它 将风轮的力和力矩传递到主传动机构中
• 轮毂是用铸钢或钢板焊接而成。铸钢在加工前 要对其进行探伤，绝不允许有夹渣，缩孔，砂 眼，裂纹等缺陷。焊接的轮毂，其焊缝必须经 过超声波检查，并按浆叶可能承受的最大离心 力载荷确定钢板的厚度。此外，还要考虑交变 应力引起的焊缝疲劳
叶片的主要材料特性
纤维增强复合材料 玻璃纤维复合材料 碳纤维复合材料 玻璃钢复合材料
3 玻璃钢叶片
用于叶片制造的材料一般有木材、金属，如 钢和铝，以及玻璃钢。由于叶片的木材一般要选 用优质木材，如桦木、核桃木等，材料来源困难、 取材率低、造价高、维修不便。钢金属材料制造， 又存在加工复杂、工艺装备多、生产周期长、产 品不耐腐蚀等一系列问题。因此，目前在国内已 很少选用木材或金属制造叶片，大多数采用玻璃 钢。
轮箱；7－刹车机构；8－联轴器；9－发电机；10－散热器；11－冷却风扇 ；12－风速仪和风向标；13－控制系统；14－液压系统；15－偏航驱动； 16－偏航轴承；17－机舱盖；18－塔架；19、变桨距部分
3.2.1 风轮及其组成
叶片
风轮 轮毂
风轮 轴
风轮的组成图
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。风轮的作用是捕捉和 吸收风能。并将风能转变成机械能。再由风轮轴 将能量送给传动装置以水平轴升力型风力机的风 轮为例(下图)来说明风轮功率的计算。
第三讲 风力发电机组的结构及组成
风力发电机结构介绍
绍结机构介风力发电风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电该机组通过风力推动叶轮旋转，塔架和基础等组成。
机、控制与安全系统、机舱、有效的将风能转再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，化成电能。
风力发电机组结构示意图如下。
1、叶片2、变浆轴承3、主轴4、机舱吊5、齿轮箱6、高速轴制动器7、发电机8、轴流风机9、机座10、滑环11、偏航轴承12、偏航驱动13、轮毂系统各主要组成部分功能简述如下（1）叶片叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。
叶轮的转动是风作用在叶片上产生的升力导致。
由叶片、轮毂、变桨系统组成。
每个叶片有一套独立的变桨机构，主动对叶片进行调节。
叶片配备雷电保护系统。
风机维护时，叶轮可通过锁定销进行锁定。
（2）变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。
（3）齿轮箱齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。
发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。
明阳）发电机4（．1.5s/se机组采用是带滑环三相双馈异步发电机。
转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。
（5）偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。
同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。
（6）轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。
轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。
轮箱转速比：）发电机：（41550kw 发电机额定功率：发电机额定电压：690v发电机额定电流：1120A发电机额定频率：50Hz发电机转速：1750rpm发电机冷却方式：空-空冷却发电机绝缘等级：H级主刹车系统：变浆制动。
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。
风力发电机的工作原理及其结构组成
风力发电机的工作原理及其结构组成随着全球〃石化能源〃越来越缺乏对环境的污染不断加剧，由些导致的气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。
在这样的背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体。
我国作为能源使用大国更是体现了大国担当的格局，在向全世界郑重宣布〃碳中和〃，〃碳达峰〃的目标下，作为新能源中的风力发电迎来了它的高光时刻。
现在，普通的老百姓都知道那不断转动着大大叶片的风车其实就是风力发电机，但是我们了解它的内部构造吗？风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。
风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。
广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。
风力发电机结构：机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。
机舱左端是风力发电机转子，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600千瓦风力发电机上，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：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。
在现代600千瓦风力发电机上，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，或风力发电机被维修时。
发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。
在现代风力发电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。
风力发电机组基本结构与工作原理
电气工程新技术专题题目：风力发电机组基本结构与工作原理及其控制技术专业：电气工程及其自动化班级：*********姓名：*********学号：*********指导老师：*********本周的电气工程新技术专题中，主要讲解了一些关于风力发电机组的基本姐与工作原理方面的知识，使我们对此有了初步的认识，下面我将简单叙述一下我对风力发电机的了解。
风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。
广义的说，它是一种以太阳微热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。
风力发电机利用的是自然能源，相对柴油发电要好得多。
但若应急来用的话还是不如柴油发电机。
风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。
一、风力发电机的基本结构风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。
各主要组成部分功能简述如下：（1）叶片叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。
（2）变浆系统变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。
（3）齿轮箱齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。
（4）发电机发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。
转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。
（5）偏航系统偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。
同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。
（6）轮毂系统轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。
轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。
（7）底座总成底座总成主要有底座、下平台总成、内平台总成、机舱梯子等组成。
通过偏航轴承与塔架相连，并通过偏航系统带动机舱总成、发电机总成、变浆系统总成。
风力发电机结构组成及其应用ppt课件
• 离网型：
一般需配蓄电池等直流储能环节，可带交、直 流负载。或与柴油发电机、光伏电池并联运行。
风力机风能转换效率特性
• 风轮的功率
P 1 AV 3C p 2
• 风能转换率
C p f (TSR, )
• 叶尖速比
TSR m R V
TSR:叶尖速比Tip Speed Rate
:桨距角
双馈型异步风力发电机组的原理
引入转子交流励磁变流器，控制转子电流； 转子电流的频率为转差频率，跟随转速变化； 通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于 由电网电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低 于同步转速时都能保持发电状态； 通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输 出的无功功率； 转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率， 容量与转差率有关（约为全功率的S倍）。
国内外风电功率预测现状 德国： WPMS：ISET（德国太阳能研究所）开发，2001， 应用于四家电网公司 Previento：德国奥尔登堡大学开发，2002 丹麦： Prediktor：Riso开发，1994年开始运行 WPPT：丹麦技术大学开发，1994 Zephy：丹麦技术大学开发，2003
风力发电功率预测的方法
物理方法：先预测风机轮毂高度处的气象信息如 风速和风向，再利用风机的功率曲线得到风机的实 际输出功率；需要利用数值天气预报NWP的信息； 统计方法：实质是在系统的输入（NWP/历史统计 数据/实测数据）和风机功率之间建立一种线性映射 关系。常用的有时间序列法ARMA、卡尔曼滤波、灰 色预测法等； 学习方法：利用人工智能的方法建立输入和输出 之间的非线性模型，如人工神经元网络ANN、小波分 析法、支持向量机法等。 发展趋势：NWP的利用和多种预测方法的综合 由ARMA的平稳性和可逆性分析确定ANN的网络结构 由ANN网络实现次日风电功率的滚动预测