金风风力发电机组培训教程
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金风2.5MW机组安全保护系统相关知识培训讲解
三、安全链中的各个节点及其动作原理
3.1 扭缆开关 扭缆开关被安装在机舱中的偏航扭缆计数器（凸轮计数器）中。偏航扭缆计
数器里面挂载凸轮微动开关，而且由凸轮与微动触点之间的距离可以计算出凸轮触 动触点时机组的偏航行程，所以把偏航扭缆计数器凸轮微动开关串接到机组的安全 链里作为机组的扭缆的最后一道安全保护。
三、安全链中的各个节点及其动作原理
三、安全链中的各个节点及其动作原理
3.4 紧急停机按钮
三、安全链中的各个节点及其动作原理
图纸位置（机舱急停按钮、PLC紧急停机）
三、安全链中的各个节点及其动作原理
图纸位置（主控柜急停按钮）
四、安尼克斯PSR-ESM4型安全继电器的内部电路
三、安全链中的各个节点及其动作原理
图纸位置
三、安全链中的各个节点及其动作原理
3.3 发电机/叶轮过速1和过速2
在2.5兆瓦风机过速保护上使用 Overspeed 模块判断电机转速是否超过设定保 护值。若电机转速超过设定保护值，则模块将断开内部的保护触点。该触点信号在 串联在系统安全链内，从而导致系统安全链动作机组保护停机，从而达到电机过速 保护的目的。
四、安全继电器及其使用
尾声：
本课程就讲到这里，如果有什么问题， 欢迎大家踊跃的提出来，我们共同探讨。
同时也希望各位在各自的工作岗位上能 像雄鹰一样自由的翱翔。
三、安全链中的各个节点及其动作原理
图纸位置
三、安全链中的各个节点及其动作原理
过速保护值设定
过速模块的转速保护阈值可供用户自由设定，设定方式采用拨码开关，产品线 路板上有一组拨码开关S1、S2、S3、S4、S5、S6（如图所示，其中S6不使用）， 通过设置5个拨码开关的ON（对应逻辑1）和OFF（对应逻辑0）来设定保护转速值。
金风1.5兆瓦机组变流部分培训课件(完整版)
变流器的控制器集中的控制每个IGBT功率模块工 作，并检测每个IGBT功率模块的工作状态。
freqcon变流器系统原理图
斩波电抗器 整流支撑电容 电机侧主开关
前通二极管
逆变IGBT 续流二极管 1200VDC
斩波IGBT DC-Link
步
机
功补电容
二极管整流
升压斩波
制动单元
逆变
滤波电容
网侧主开关
Freqcon变流器主要元器件与电路拓扑对照图
两组发电机侧整流单元
FRECON采用三相反并联的二极管整流，二极管具有单向导通性， 利用两套整流单元，将发电机发出的（电压和频率）不稳定的交流电变换 成直流电传输到母排上。
整流模块原理图
每只DIODE模块包含三只半桥整流二极管，16只支撑电容、4只均压电阻 组成。
IGBT单元
(一) 6组逆变IGBT单元 6组逆变IGBT单元将经过斩波升压的直流电，转换为与电网频率、电压相匹 配的交流电，再经过变压器传送到电网上。 (二) 3组斩波升压IGBT单元 经过整流后的直流电会随着发电机转速的变化而变化，利用斩波升压电路减少 逆变侧的电流波动,保证网侧逆变所需要的稳定的直流电压。 (三) 1组制动IGBT单元 1组制动IGBT单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和因特殊原因无法 向电网正常输送的电能，保证母排电压始终在正常范围内。
过控制上的优化，使电压闪变指标在国际技术标准允许范围之内。变流器主要采用10 个IGBT单元＋2个二极管桥式整流单元＋3个框架开关＋1个变流控制板＋1个高 电压采集板组成。
金风MW级直驱永磁同步风力发电系统变流装置是全功率变流系统，与各种电网的兼 容性好，具有更宽范围内的无功功率调节能力和对电网电压的支撑能力。同时，变流系统 先进的控制策略和特殊设计的制动单元使风机系统具有很好的低电压穿越能力（LVRT Capability），以适应电网故障状态，在一定时间内保持与电网的联接和不脱网。通过独到 的信号采集技术、接口技术等提高了变流装置系统的电磁兼容性，如直流环节的均压接地 措施，有效减少了干扰。
freqcon变流器系统原理图
斩波电抗器 整流支撑电容 电机侧主开关
前通二极管
逆变IGBT 续流二极管 1200VDC
斩波IGBT DC-Link
步
机
功补电容
二极管整流
升压斩波
制动单元
逆变
滤波电容
网侧主开关
Freqcon变流器主要元器件与电路拓扑对照图
两组发电机侧整流单元
FRECON采用三相反并联的二极管整流，二极管具有单向导通性， 利用两套整流单元，将发电机发出的（电压和频率）不稳定的交流电变换 成直流电传输到母排上。
整流模块原理图
每只DIODE模块包含三只半桥整流二极管，16只支撑电容、4只均压电阻 组成。
IGBT单元
(一) 6组逆变IGBT单元 6组逆变IGBT单元将经过斩波升压的直流电，转换为与电网频率、电压相匹 配的交流电，再经过变压器传送到电网上。 (二) 3组斩波升压IGBT单元 经过整流后的直流电会随着发电机转速的变化而变化，利用斩波升压电路减少 逆变侧的电流波动,保证网侧逆变所需要的稳定的直流电压。 (三) 1组制动IGBT单元 1组制动IGBT单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和因特殊原因无法 向电网正常输送的电能，保证母排电压始终在正常范围内。
过控制上的优化，使电压闪变指标在国际技术标准允许范围之内。变流器主要采用10 个IGBT单元＋2个二极管桥式整流单元＋3个框架开关＋1个变流控制板＋1个高 电压采集板组成。
金风MW级直驱永磁同步风力发电系统变流装置是全功率变流系统，与各种电网的兼 容性好，具有更宽范围内的无功功率调节能力和对电网电压的支撑能力。同时，变流系统 先进的控制策略和特殊设计的制动单元使风机系统具有很好的低电压穿越能力（LVRT Capability），以适应电网故障状态，在一定时间内保持与电网的联接和不脱网。通过独到 的信号采集技术、接口技术等提高了变流装置系统的电磁兼容性，如直流环节的均压接地 措施，有效减少了干扰。
金风1[1].5MW风机Switch变流系统培训课件——201003
![金风1[1].5MW风机Switch变流系统培训课件——201003](https://img.taocdn.com/s3/m/2c6e92dece2f0066f5332277.png)
金风1.5MW风机Switch变流系统培训课件
容：
1、 1.5MW机组Switch变流系统主拓扑结构 2、 Switch变流系统控制框图 3、 Switch变流系统的电网侧控制原理
4、 Switch变流系统的电机侧控制原理
5、 Switch变流系统和主控的联系 6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
2.1 控制和通讯信号 （a）主控到变流的DP信号 （b）变流到主控的DP信号
（c）硬件控制线的控制信号
2.2 变流和主控连接的10芯控制线的控制信号 ① 变流系统准备启动；
② 变流系统故障；
③ 变流系统急停； ④ 变流系统急停复位； ⑤ 变流系统启动使能；
6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
二、Switch变流系统控制框图
1U1
1U1
2U1
3U1
4U1
2U1
3U1
4U1
变流控制柜机柜
变流控制柜机柜1
网侧滤波电容器组 1C1、1C2
网侧断路器1Q1机械 锁定钥匙的钥匙把的位 置处于水平方向时断路 器处于机械锁定状态， 在需要进行机械锁定时 最好将钥匙拨到水平位 置后将钥匙拔离以确保 安全。钥匙位于与地面 垂直位置时表明断路器 处于正常工作状态，此 位置无法移除钥匙。
在得到励磁电流/转矩电流的给定和反馈之后，通过 电流调节器可以得到转矩电压/励磁电压的参考给定值 Udref/Uqref。 再根据转子磁场位置角θ r，对这两个给定进行两相 同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，得到发电机 机端三相电压的给定。根据这三相给定，PWM模块给出功 率器件的驱动脉冲。
制动功率模块使用原理（典型应用）
一、Switch变流系统主拓扑结构
该变流器采用可控整流的方式把发电机发出的交流电 整流为直流电，通过网侧逆变单元把直流电逆变为工频交 流电馈入电网。其控制方式为分布式控制，即每个功率单 元都能够独立的执行控制、保护、监测等功能，功率单元 之间则通过现场总线连接。 这种方式和它的主电路拓扑 结构相对应。
容：
1、 1.5MW机组Switch变流系统主拓扑结构 2、 Switch变流系统控制框图 3、 Switch变流系统的电网侧控制原理
4、 Switch变流系统的电机侧控制原理
5、 Switch变流系统和主控的联系 6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
2.1 控制和通讯信号 （a）主控到变流的DP信号 （b）变流到主控的DP信号
（c）硬件控制线的控制信号
2.2 变流和主控连接的10芯控制线的控制信号 ① 变流系统准备启动；
② 变流系统故障；
③ 变流系统急停； ④ 变流系统急停复位； ⑤ 变流系统启动使能；
6、 Switch变流系统的柜体内部冷却
二、Switch变流系统控制框图
1U1
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3U1
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2U1
3U1
4U1
变流控制柜机柜
变流控制柜机柜1
网侧滤波电容器组 1C1、1C2
网侧断路器1Q1机械 锁定钥匙的钥匙把的位 置处于水平方向时断路 器处于机械锁定状态， 在需要进行机械锁定时 最好将钥匙拨到水平位 置后将钥匙拔离以确保 安全。钥匙位于与地面 垂直位置时表明断路器 处于正常工作状态，此 位置无法移除钥匙。
在得到励磁电流/转矩电流的给定和反馈之后，通过 电流调节器可以得到转矩电压/励磁电压的参考给定值 Udref/Uqref。 再根据转子磁场位置角θ r，对这两个给定进行两相 同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换，得到发电机 机端三相电压的给定。根据这三相给定，PWM模块给出功 率器件的驱动脉冲。
制动功率模块使用原理（典型应用）
一、Switch变流系统主拓扑结构
该变流器采用可控整流的方式把发电机发出的交流电 整流为直流电，通过网侧逆变单元把直流电逆变为工频交 流电馈入电网。其控制方式为分布式控制，即每个功率单 元都能够独立的执行控制、保护、监测等功能，功率单元 之间则通过现场总线连接。 这种方式和它的主电路拓扑 结构相对应。
金风风机培训计划
金风风机培训计划一、前言金风风机公司是一家专业从事风机产品研发、生产和销售的企业，致力于为客户提供高质量、可靠的风机设备及解决方案。
为了提高公司员工的专业技能和素质，进一步提升公司的整体竞争力，特制定本培训计划，帮助员工提高专业技能、增强团队合作能力，提高客户服务水平。
二、培训目标1. 提高员工的专业技能，包括产品知识、销售技巧、售后服务等方面；2. 增强团队合作意识和沟通能力；3. 提高客户服务水平，满足客户需求。
三、培训内容1. 产品知识培训通过产品知识培训，让员工深入了解公司各类风机产品的性能特点、适用领域、安装维护等方面的知识，掌握专业技能，提高工作效率，提升服务质量。
2. 销售技巧培训通过销售技巧培训，让员工了解销售专业知识，学习市场营销策略、客户管理技巧等，提高销售业绩，开拓市场，为企业创造更多的利润。
3. 售后服务培训通过售后服务培训，让员工了解售后服务流程，学习解决客户问题的方法和技巧，提高客户满意度，增强客户忠诚度。
4. 团队合作培训通过团队合作培训，让员工了解团队合作的重要性，提高团队协作能力，增强团队凝聚力，提高整体业绩。
四、培训方法1. 课堂授课通过专业讲师授课，系统性地传授产品知识、销售技巧、售后服务等知识。
2. 案例分析通过真实案例分析，让员工了解在实际工作中遇到的问题及其解决方法，提高员工的实际操作能力。
3. 角色扮演通过角色扮演，让员工在模拟环境中进行销售、售后服务等操作，提高员工的应变能力和专业技能。
4. 实地考察组织员工实地考察风机生产基地，了解生产流程、质量控制等方面知识，提高员工对产品的整体了解。
五、培训时间及地点培训时间: 为期三个月，每周安排2-3天的培训时间。
培训地点: 公司内部会议室、实地考察基地。
六、培训考核1. 期末考试根据培训内容，组织期末考试，检查员工对产品知识、销售技巧、售后服务等方面的掌握程度。
2. 综合评定从工作表现、培训成绩等方面进行综合评定，对员工进行评价，以便更好地指导员工的工作。
金风2.5MW风力发电机组的安装相关知识培训讲解
二、安装前的准备
2.5 塔架卸货
风机塔筒的卸车一般选用2台75吨以
上的重机抬吊卸车，注意塔筒卸车 后的支垫（枕木、沙袋）最好选用 沙袋，沙袋避免了塔筒表面污染； 支点选择在塔筒两端距离端口3-5m 的位置，这样避免了因长时间支垫 造成塔筒变形。
二、安装前的准备
2.6 电气设备卸货
1）起重机就位，运输车停靠在吊臂作业半径范围内 2）吊带安装在柜体上标记的吊点位置，并与吊钩可靠连接 3）缓缓起吊柜体至摆放位置，根据情况决定放置集中存放地或是直接放置在基础附近，电 控柜放置时，应顺主风向摆放，放置平稳。若到货当日不安装，必须进行固定，避免翻倒， 并用防雨布对电控柜进行防护，避免风沙、雨、雪对柜内元件造成损坏。
变流柜体吊安装
柜顶风扇、变流滤波柜吊安装
变流柜
电抗器 水冷及变
压器
三、塔筒吊安装（包括电控柜）
滤波柜
散热风扇
三、塔筒吊安装（包括电控柜）
4 吊具安装：安装工 艺要求安装吊具。
吊装前 的准备
1清洁修补：清洁基础环， 每段塔架的内外表面和 法兰，补刷损坏的塔架 漆面。塔筒门与主风向 成90度。
3 物资的放置：塔筒上平 台放置下一段塔筒吊装所 需物资，工具。
三、塔筒吊安装（包括电控柜）
辅助吊具的安装
三、塔筒吊安装（包括电控柜）
塔筒安装
三、塔筒吊安装（包括电控柜）
1）塔筒正确对接后在塔筒法兰面内十字对角线方向安装 涂有润滑膏的塔筒螺栓； 2）用电动扳手在法兰面内以十字对角方式预紧所有螺栓，预紧力矩：600～800Nm； 3）然后用液压力矩扳手在法兰面内以十字对角方式分三次紧固螺栓力矩，分别是 最终值的50%、75%、100%，并在紧固后的螺栓上做防松标记。
金风1.5兆瓦机组变流部分培训课件
制动电阻
制动电阻箱——1组制动IGBT单元与制动电阻连接消耗母排上多余的电能和 因特殊原因无法向电网正常输送的电能，保证母排电压始终在正常范围内
电抗器支架
网侧空开——风机的并网与脱网控制。过流、短路等保护功能。注意保护后 复位按钮弹出需回复。 电流互感器——完成电流变送。变比：1/2000。原理：二次侧短路的特殊变 压器，二次侧相当于一个电压源。 3组（六个）交流电抗器——与网侧电容、变压器构成LCL滤波。 3个直流电抗器——直流斩波升压电抗器。
给定信号
数字输入
直流电压
交流电压
交流电流
IGBT 电流反馈
温度 传感器 IPM模块
温度
直流电压 信号处理
电压基准
输入信号 隔离
输出信号 隔离
交流电压 有效值
交流电流 有效值
电流反馈 信号处理
温度 信号处理
过压过流 保护
故障处理
显示电路
有功及无功计算
给定信号
多路转换开关 锁相环
斩波器控制
制动单元 控制
IGBT模块原理图
每只IGBT模块包含一个智能半桥模块（半桥由串联的两个IGBT和与之反 并联的二极管组成，分别称为上桥臂和下桥臂）、16只支撑电容、4只吸收 电容、4只均压电阻、1块过压保护板、直流端2只快熔组成。
放电电阻 放电电阻主要在变流器停机以后起作用，变流器停机后母排上 残留有部分电能，放电电阻可以将母排上残留的电能消耗掉， 保护电气设备和人身安全，其主要目的是对母排上的电容进行 放电。
逆变器控制
PWM调制 PWM调制 PWM调制
三角波 产生电路
斩波器 脉冲输出
制动单元 脉冲输出
逆变器 脉冲输出
数字输出 状态显示 模拟输出
金风2.5MW机组变桨系统基础知识培训
一、金风2.5MW机组叶片的机械结构及电气分布
一、金风2.5MW机组叶片的机械结构及电气分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 超级电容
模块
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨滑环
金风2.5MW机组变桨系统培训
目录
一、金风2.5MW机组叶片的机械结构及电气分布 二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布 三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 四、金风2.5MW机组变桨控制系统的电气控制原理 五、金风2.5MW机组变桨控制系统的维护常识
一、金风2.5MW机组叶片的机械结构及电气分布
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨滑环
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨电机
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨旋转编码器
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理 变桨旋转编码器
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
二、金风2.5MW机组变桨控制系统控制柜内硬件分布
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
三、金风2.5MW机组变桨控制系统的主要元件及工作原理
金风2.5MW机组内部环境控制系统相关知识培训讲解
3.2 盐雾过滤器
盐雾传感器： ✓ 压差传感器反馈压力值 达到设定值时更换滤芯 （450） ✓ 压力检测管路是否接反、 松动或老化；压差传感器及 信号线问题
二、主要零部件
2.1 盐雾过滤器
二、主要零部件
2.2 除湿机
二、主要零部件
2.2 除湿机
除湿机 CONSORB DC10
二、主要零部件
2.2 除湿机
除湿机 转轮 ✓ 高效除湿硅胶转轮 ✓ 更大的接触面积，更高 的吸附能力 ✓ 电机通过皮带驱动
二、主要零部件
2.2 除湿机
除湿机安装示意图
二、主要零部件
金风2.5MW机组内部环境控制系统相 关知识培训讲解
课程目录
一、环境控制系统 二、主要零部件 三、环境控制系统运行中常见问题
机组内部安装环境控制系统的原因？
海上风力发电机所处自然环境特点： • 海上空气相对湿度较高； • 海上空气富含有强腐蚀特性的盐雾或盐颗粒。 风力发电机自身特点： • 运行时局部空间温度高； • 机组结构做不到密封。
一、环境控制系统
1.2 系统整体组成
一、环境控制系统
1.3 系统介绍
1、除液态水、除盐雾，除颗 粒的处理； 2、通过竖隔板风扇送入塔筒 底部，通过改变转速调节新 风量； 3、新风降低了塔筒底部的环 境温度； 4、加热后的空气向上流动， 内平台风扇加速； 5、风流进轮毂冷却变桨系统 后通过叶根与导流罩的间隙 流至外部环境。
一、环境控制系统
环境控制系统主要由盐雾过 滤器、竖隔板风扇、控制柜、除 湿机、风扇等组成
两个基本设计需求： ✓ 海上空气相对湿度较高 ✓ 海上空气富含有强腐蚀特性 的盐雾或盐颗粒
一、环境控制系统
1.1 控制目标
盐雾传感器： ✓ 压差传感器反馈压力值 达到设定值时更换滤芯 （450） ✓ 压力检测管路是否接反、 松动或老化；压差传感器及 信号线问题
二、主要零部件
2.1 盐雾过滤器
二、主要零部件
2.2 除湿机
二、主要零部件
2.2 除湿机
除湿机 CONSORB DC10
二、主要零部件
2.2 除湿机
除湿机 转轮 ✓ 高效除湿硅胶转轮 ✓ 更大的接触面积，更高 的吸附能力 ✓ 电机通过皮带驱动
二、主要零部件
2.2 除湿机
除湿机安装示意图
二、主要零部件
金风2.5MW机组内部环境控制系统相 关知识培训讲解
课程目录
一、环境控制系统 二、主要零部件 三、环境控制系统运行中常见问题
机组内部安装环境控制系统的原因？
海上风力发电机所处自然环境特点： • 海上空气相对湿度较高； • 海上空气富含有强腐蚀特性的盐雾或盐颗粒。 风力发电机自身特点： • 运行时局部空间温度高； • 机组结构做不到密封。
一、环境控制系统
1.2 系统整体组成
一、环境控制系统
1.3 系统介绍
1、除液态水、除盐雾，除颗 粒的处理； 2、通过竖隔板风扇送入塔筒 底部，通过改变转速调节新 风量； 3、新风降低了塔筒底部的环 境温度； 4、加热后的空气向上流动， 内平台风扇加速； 5、风流进轮毂冷却变桨系统 后通过叶根与导流罩的间隙 流至外部环境。
一、环境控制系统
环境控制系统主要由盐雾过 滤器、竖隔板风扇、控制柜、除 湿机、风扇等组成
两个基本设计需求： ✓ 海上空气相对湿度较高 ✓ 海上空气富含有强腐蚀特性 的盐雾或盐颗粒
一、环境控制系统
1.1 控制目标
金风1.5兆瓦机组变流部分培训课件
锁相环
斩波器控制 温度 信号处理
制动单元 控制
逆变器控制
PWM调制
PWM调制
PWM调制
三角波 产生电路
斩波器 脉冲输出
制动单元 脉冲输出
逆变器 脉冲输出
斩波器 控制脉冲
制动单元 控制脉冲
逆变器 控制脉冲
三、各元器件介绍
变压器支架
620/400V自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电。总容量40KVA，副 边22.4KVA 提供主控柜，变流柜用电。17.5KVA提供机舱用电。 IGBT2冷却风扇——风冷系统循环动力
放电回路：一端接在 正、负直流母排上，另 端经过接触器接在PE 排上。
充电电阻 机组母排上连接有很多电容，预充电时网侧电流很大，为了限制 网侧电流，防止网侧电流击穿电路中的电容器，所以在预充电回路上 加上了充电电阻，充电电阻的主要作用是限流。
充电回路：一端接在框架 开关的下口，另一端端就在 开关的上口。达到设置的电 压后断开此回路，框架开关 闭合。
高压I/O板
高压I/O板是用来连接高压I/O信号，主要作用是接收电流互感 器信号，发出预充电启动、主控开启动及其反馈信号，直流母排电 压监测，整流母排电压监测，将监测出来的I/0信号通过插针端子 DSUB电缆传送给变流器控制板。
25 芯 线
高压I/O板
变流器控制板
• • • • • • • • • • •
金风1.5MW机组变流器介绍 （FREQCON系统）
主要内容： 一、1.5MW机组freqcon变流系统的主拓扑结构
二、freqcon变流系统
三、freqcon变流系统各元器件介绍
四、预充电回路
五、freqcon变流系统的冷却
一、freqcon变流系统主拓扑结构
风力发电机培训教材
超同步发电时，通过定转子两个通道同时向电网馈送能量，这时 脉冲整流器相当于逆变器将直流侧能量馈送回电网。转速范围是 1000～2000rpm，同步转速是1500rpm。定子电压等于电网电压。 转子电压与转差频率、转子堵转电压成正比 。
定子功率
转子功率 电网功率
功率与发电机转速的曲线图
第 10 页
3.发电机技术参数
最高定子电流 1300A
轴承设计寿命 170，000小时
冷却
水压 入口水温度
水冷，≤60 l / min
≤5 bar ≤+50°C
最高转子电流 500A
发电机重量
防护等级 中心高 涂层颜色
5700kg
IP 54 450mm RAL5003 第 11 页
电机安装方式 IMB3
3.发电机技术参数
690V，功率因数为1，50Hz
PC
CPC
第 8 页
2作用与工作原理
变频器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。 亚同步发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产 生制动力矩使电机工作在发电状态。这时脉冲整流器相当于 整流器从电网吸收能量。
定子功率
转子功率 电网功率
功率与发电机转速的曲线图
第 9 页
2作用与工作原理
华锐风电科技有限公司
第 12 页
3.发电机技术参数
尺
寸
图
第 13 页
4.发电机附件
华锐风电科技有限公司
加热器 为了使风力发电机组在低温环境下正常运行，发电机 内置了 600W 的加热器。在低温启动风机时，首先启动 加热器，通过排水孔排出冷凝水。加热器的启停由PLC 控制。 PT100温度传感器 每个定子绕组、轴承都用2个PT100温度传感器来检测 和监控温度，防止发电机过热。如果绕组、轴承温度 过高，监控系统就发出警报，并降低功率，如果温度 过高变频器系统关断。
定子功率
转子功率 电网功率
功率与发电机转速的曲线图
第 10 页
3.发电机技术参数
最高定子电流 1300A
轴承设计寿命 170，000小时
冷却
水压 入口水温度
水冷，≤60 l / min
≤5 bar ≤+50°C
最高转子电流 500A
发电机重量
防护等级 中心高 涂层颜色
5700kg
IP 54 450mm RAL5003 第 11 页
电机安装方式 IMB3
3.发电机技术参数
690V，功率因数为1，50Hz
PC
CPC
第 8 页
2作用与工作原理
变频器控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态。 亚同步发电时，通过定子向电网馈送能量、转子吸收能量产 生制动力矩使电机工作在发电状态。这时脉冲整流器相当于 整流器从电网吸收能量。
定子功率
转子功率 电网功率
功率与发电机转速的曲线图
第 9 页
2作用与工作原理
华锐风电科技有限公司
第 12 页
3.发电机技术参数
尺
寸
图
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4.发电机附件
华锐风电科技有限公司
加热器 为了使风力发电机组在低温环境下正常运行，发电机 内置了 600W 的加热器。在低温启动风机时，首先启动 加热器，通过排水孔排出冷凝水。加热器的启停由PLC 控制。 PT100温度传感器 每个定子绕组、轴承都用2个PT100温度传感器来检测 和监控温度，防止发电机过热。如果绕组、轴承温度 过高，监控系统就发出警报，并降低功率，如果温度 过高变频器系统关断。
金风2.5MW机组控制系统介绍讲解
二、机组主控制系统的组成及功能
8、 Profibus主站/从站端子模块EL6731
该端子模块通过其所有的全部功能 ，对 PROFIBUS 协议进行控制。在 EtherCAT 端子模块网络中，可以通过该 端子模块集成任何 PROFIBUS 设备。由 于使用了专门开发的 PROFIBUS 芯片， 这些端子模块拥有最新的 PROFIBUS 技 术，即拥有用于轴控制和扩展诊断功能 的高精度同步模式。这些主站是唯一支 持从站不同轮询速率的主站。也可选择 将 EL6731 用作为从站端子模块。
软件： 1、控制器使用内嵌式操作系统，可选用 Windows CE 或嵌入版 Windows XP 操作系统， 结构小但功能强大、操作简便； 2、支持IEC61131-3编程语言，通用性较强； 3、支持多种系统接口或者现场总线接口，配 置方便，满足实际使用需求； 4、实时性强，具有256级线程优先级，每个线 程都有独立的时钟，支持中断嵌套，数据处理 能力强。
二、机组主控制系统的组成及功能
7、EtherCAT 单端口多模光纤接口端子模块EK1521
EtherCAT 单端口多 模光纤接口端子模块可以 将物理层由 100BASE-TX 转换为 100BASE-FX（玻 璃光纤）。由此，在距离 大于 2 km 的应用中，可以 通过与 EtherCAT 耦合器 EK1501 共同使用来实现 多模光纤的连接。采用该 端子模块，还可以实现光 纤的线缆冗余系统。端子 模块上的 LED 显示 EK1521 的工作状态。
二、机组主控制系统的组成及功能
6、EtherCAT扩展端子模块EK1110
EtherCAT 扩展端子 模块 EK1110 与 EtherCAT 端子块的末端相连。该端 子模块可以将以太网电缆 与 RJ 45 接头相连，因此 可将 EtherCAT 电缆束的 电气隔离长度增加最多 100 m。在 EK1110 端子 模块中，E-bus 信号被“ 飞速”转换为 100BASETX 以太网信号。EK1110 电子元件通过 E-bus 供电 。无需执行参数化或组态 任务。
风力发电机组主控系统培训课件
二、 主控产品简介
3. 参数指标
目前三一主控系统的产品如表2.2所示
表2.2 三一主控系统型谱
产品名称 1.5MW陆上低温型风机主控系统 1.5MW陆上高原型风机主控系统 2.0MW陆上低温型风机主控系统 2.0MW-60Hz低温型风机主控系统 2.0MW海上型风机主控系统 3.0MW海陆兼容型风机主控系统 ...
21
品质改变世界
三、 主控产品组成部分（电气
电气组成
机舱柜主要有：
(1) 控制单元；(2) 低压器件；(3) 电源单 元； (4) 安全链系统；(5)防雷单元；(6) 通讯单元；(7) 监控单元
塔底柜主要有： (1) 电源单元 ; (2) 传感器单元 ; (3) 控制单元;(4) 监控单元;(5) 通讯单元
产品型号 SYK15L SYK15H SYK20L SYK20LE SYK20S SYK30S ...
13
品质改变世界
二、 主控产品简介
4. 功能介绍
风
风轮
传动链
当前桨距角
变桨系统
当前桨距角
给定的桨距角
核心功能 辅助功能
主控制器
发电机
变流器
测
量
的
转
速 转
矩
环境和设备 状态检测
远程通讯/ 人机交互
日志、报警 和故障处理
• 外部通讯是指主控与远端数据 服务器，多个风机控制器之间 的数据传输，通常使用 EtherNET TCP/IP（局域网络） 实现。
图3.2 主控系统产品实物
22
品质改变世界
三、 主控产品组成部分（电气
配电线路图
图3.3 主控系统配电线路示意图 23
品质改变世界
金风 MW风机培训
金风/1500机组培训编制：技术部机械室2007.8.8目录1 简介2 技术参数3 结构组成、功能说明4 装配5 吊装1 总体简介金风/1500系列机组采用水平轴、三叶片、上风向、变桨距调节、直接驱动，永磁同步发电机并网的总体设计方案，额定功率为1500kW。
主要机型：金风70/1500、金风77/1500、金风82/1500。
比其它机组具有以下优点：¾由于机械传动系统部件的减少，提高了风力发电机组的可靠性和可利用率；降低了风力发电机组的噪音。
¾永磁发电技术及变速恒频技术的采用提高了风电机组的效率。
¾由于无齿轮箱，大大降低了风电场风力发电机组的运行维护成本。
仅是每三年更换一次齿轮箱润滑油一项，就能节省大量费用。
¾机械传动部件的减少降低了机械损失，提高了整机效率，风机设计结构简单，变流设备、电控设备等易损件都在塔筒底部，维修非常方便。
¾发电机在低转速下运行，损坏机率大大减小。
¾利用变速恒频技术，可以进行无功补偿。
¾由于减少了部件数量，使整机的生产周期大大缩短。
¾全变流技术，提高了电能品质。
¾可以从内部进入轮毂维护变桨系统，提高了人员的安全性。
对比目前国际市场上现有的直接驱动机型，优点：¾发电机效率高，变速范围宽（9rpm－19rpm）；¾永磁体外转子，励磁方式结构简单，无励磁损失；减小了传统电励磁的体积，降低了可能发生故障。
¾无碳刷和滑环，减少了维护量，提高了可利用率。
¾变桨系统采用带传动，无需润滑，免维护。
¾变桨系统采用无刷交流电机，电容作为后备电源，寿命长，免维护。
¾变频装置采用经过验证的成熟技术，谐波分量低。
¾机舱结构设计采用了人性化设计方案，尽可能地方便运行人员检查维修，在设计中加入爬升助力机构，使运行人员在维护过程中攀登梯子时变得格外轻松。
金风1.5兆瓦风机系统培训
BECKHOFF 嵌入式PLC
Verteco变流器
10kV
箱变 620V
跌落保险
主断路器 63A熔断器
400V
L1 L2 L3 N PEN
32A熔断器 50A熔断器
控制变压器 620V/400V
35kVA
网侧滤波电容
变流单元 25A熔断器
25A断路器 接触器 9.5A断路器 接触器 6.6A断路器 25A漏电保护开关 25A熔断器 16A漏电保护开关 16A熔断器 16A漏电保护开关 16A熔断器 16A漏电保护开关 16A熔断器 接触器 20A熔断器
变流系统
初始化
现场总线通讯准备
加热控制正常 否
是
变频器自检 否
是
运行使能＝1，启 动备妥
＆
直流母线预充电
直流母线电压>电 是 压下限
否
否 充电时间>充电时 间下限
是 充电故障 MSW.B3=1;
启动使能，辅助电 源接通
MSW.B7置1；产生 报警；MSW.B8置 1；加热请求 MSW.B3=1；变频 器故障
批 准：
工程名称： 项 目： 阶 段：
金风1.5MW风力发电机组 电控系统(试制) 设计
VERTECO变流柜
VERTECO变流 柜内部器件
FREQCON变流 柜内IGBT器件
FREQCON主控柜
电气接线图
两者区别
系统架构有区别： 1、FREQCON变流器主要采用10个IGBT单元＋2个二极管桥式整流单元
1、 FREQCON变流器的核心部件为IGBT单元，10只IGBT单元结构完全 一样，优点是结构简单，相互可以互换，拆卸比较方便，备品备件的种类较 少。缺点是稳定性和抗干扰性能差。不是长期工业环境沉淀下来的可靠产品。
Verteco变流器
10kV
箱变 620V
跌落保险
主断路器 63A熔断器
400V
L1 L2 L3 N PEN
32A熔断器 50A熔断器
控制变压器 620V/400V
35kVA
网侧滤波电容
变流单元 25A熔断器
25A断路器 接触器 9.5A断路器 接触器 6.6A断路器 25A漏电保护开关 25A熔断器 16A漏电保护开关 16A熔断器 16A漏电保护开关 16A熔断器 16A漏电保护开关 16A熔断器 接触器 20A熔断器
变流系统
初始化
现场总线通讯准备
加热控制正常 否
是
变频器自检 否
是
运行使能＝1，启 动备妥
＆
直流母线预充电
直流母线电压>电 是 压下限
否
否 充电时间>充电时 间下限
是 充电故障 MSW.B3=1;
启动使能，辅助电 源接通
MSW.B7置1；产生 报警；MSW.B8置 1；加热请求 MSW.B3=1；变频 器故障
批 准：
工程名称： 项 目： 阶 段：
金风1.5MW风力发电机组 电控系统(试制) 设计
VERTECO变流柜
VERTECO变流 柜内部器件
FREQCON变流 柜内IGBT器件
FREQCON主控柜
电气接线图
两者区别
系统架构有区别： 1、FREQCON变流器主要采用10个IGBT单元＋2个二极管桥式整流单元
1、 FREQCON变流器的核心部件为IGBT单元，10只IGBT单元结构完全 一样，优点是结构简单，相互可以互换，拆卸比较方便，备品备件的种类较 少。缺点是稳定性和抗干扰性能差。不是长期工业环境沉淀下来的可靠产品。
金风变桨系统培训 (3)
五、变桨系统的手动操作
变桨方式分为以下几种： • 自动变桨：正常工作，程序控 制； • 手动变桨：调试、维护；只有 当两只叶片的位置在86度附近， 第3只叶片才能朝0度变桨； • 强制手动变桨：调试、维护；3 只叶片都可以朝0度变桨，不受 86度限制； • Forward：朝0度变桨； • Backward：朝90度变桨
Harting连接端子 连接端子
变桨电机 • 类型：IM3001(3相笼型转子异 步电机) • 额定功率：4.5kW，1500rpm， S2 60min • 最大转矩：75Nm • 制动转矩：100Nm • 额定电压：29V • 额定电流：125A • 额定功率因数：0.89 • 绝缘等级：F • 转动惯量：0.0148kgm2 • 防护等级：IP54
码盘的物理成像是通过光敏元件阵列实现 的，每位有两个光敏元件 / bit 差分信号 信号优化
温度传感器 （Pt 100）
这种温度传感器是利用导体铂 （pt）的电阻值随温度的变化 而变化的特性来测量温度的。 通常这样的温度传感器可以测 量负200到正500摄氏度的范围， 而且在这个温度范围下，铂的 电阻值和温度具有良好的线性 关系。
功能：将60VDC转换成三相频率可变的29VAC BATT/-BATT为直流输入,U V W为交流电输出； F3/F9控制变桨电机刹车电磁阀； E5=自动变桨控制信号；F4=自动变桨使能； E12=叶片向0度方向变桨信号；E13=叶片向90度方向变桨信号； F6/F12外部过载信号； 功能：采集超级电容高低电压； X4:4=／X4:3分别采集电容高低60V／30V直流输入电压； X4:5=模块24V电源的接口；X4:9／X4:10=电压检测模拟量输出； X4:11=电流检测模拟量输出
【金风风机】7.1.Switch变流系统培训
1U1和2U1及3U1之间通过光纤和CAN总线连接， 而4U1通过CAN总线与其它控制器连接，这是因为 1U1/2U1/3U1之间需要高速通讯以满足系统正常运 行所需，而制动功率模块的相应时间可以慢一些。
三、网侧控制原理
在全功率变流系统中，为便于分析，通常将电网侧逆 变功率单元1U1称为网侧变流器，将发电机侧整流功率单元 2U1、3U1称为电机侧变流器。网侧变流器1U1的作用是将直 流母线上的有功功率转换为恒幅恒频的三相交流电馈入电 网，保证功率因数，并减小对电网的谐波污染。其控制原 理框图为：
I dref
Q Us
式中Idref为无功电流，Q为无功给定，Us为电网电压。
根据电网电压也可以产生无功输出给定，但在目前的 系统中并没有实现这一功能。
有功功率是由发电机提供的，发电机发出的有功功率通 过发电机侧功率模块转化为直流有功输送到直流母线上。
而网侧功率模块则将直流母线上的有功转换为交流有 功输送到电网上。
总开关
置后将钥匙拔离以确保 安全。钥匙位于与地面 垂直位置时表明断路器 处于正常工作状态，此 位置无法移除钥匙网断。侧器保组护1F熔1
过压保护单元4U1 网侧断路器1Q1
变流控制柜机柜接线端2子排
控制用中间 继电器
网侧变流器 1U1功率单元
水冷管路
预充电变压器3T1 预充电整流模块3H1
直流24V电源2G1 温度调节器3S1
网侧功率模块控制原理框图
从图中可以看到，其控制对象为网侧电压和直流母 线电压，这两个控制对象本质上分别代表网侧无功功率 和有功功率。
一般来说，当网侧电压上升时，需要网侧模块提供 感性无功；而当网侧电压下降时则需要提供容性无功。
其中电网电压为可选项，实际系统中并没有这个功 能，而以WTC（机组主控制器）给出的无功功率指令代替。 根据这个无功指令，考虑到电网电压波动有限，则可以 直接得到这个无功对应的无功电流，如下式所示：
风力发电机组检修项目培训
4、检修项目介绍
检修项目分类： 1、机械项目：运行检查、安全系统测试、塔筒检查、爬梯检查、机舱检查、底座平 台检查、液压系统检查、润滑系统检查、偏航系统检查、叶轮检查、提升机检查、发 电机检查、轮毂导流罩等检查、变桨轴承、变桨驱动、齿形带等检查。 2、电气项目：塔筒内电气及动力电缆检查、主控系统电气维护、变流器、水冷系统、 机舱电气、发电机电气、变桨系统电气检查。 3、额外检查项目：定值核对、灭火器放置、防火检查。
2、检修计划调整流程：
检修计划经批准后，项目现场在执行过程中需调整检修项目等，必须向技术管理部申报，
并填写《检修项目变更单》，审核后报公司分管领导审批，经总经理办公会审定后上报
国投电力生产经营部核定。
3、检修开工流程：
项目现场编制检修项目的“三措一案” 、《检修前分析报告》 “三措”提前10日上传
ERP B级流程经安全管理部审核后执行，“一案”、《检修前分析报告》提前10日上传
3.项目现场检修前准备工作
1、方案编制 检修前15天，金风提供机组检修“四措一案”及检修项目清单，现场结合金风提供材 料编制项目现场机组检修方案、三措及检修前分析报告提前10天上传ERP审批流程。 2、安全资质检查 包括公司资质、作业人员信息（身份证）及特种作业证件（有效期内、人员与证件相 符）、金风与外委单位安全协议、作业人员保险及体检报告、设备校验报告（合格且 在有效期内）、车辆检查情况及安全工器具准备情况。（详见附件1）包含不限于上述。 3、物资检查 检修前用材料、油品质量及数量检查，核实材料是否合格，润滑油脂及液压油等消耗 品合格证、保质期等，数量合格。另外核实机组检修前缺陷的备品备件储备是否齐全。 4、召开会议 检修前召开检修会议，针对上述安全资质、物资到货等情况进行通报和整改要求，针 对本次检修提出针对性的要求等。
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MULTIBRID 5000kW 叶轮直径： D116 重量：290T
NWTC
Enercon E-66 1500kW
Enercon E-112 4500kW 450T
NWTC
NWTC
金风 62/1200
Genesys-600 THE Zephtros-Z72 2000kW
风机制造厂
风机设计概念
不同控制概念的优缺点
• 全范围变速,变桨(变桨控制） 优点: 给传动链上最小的载荷 缺点: 电气连接和变桨复杂
NWTC
• 部分变速,变桨 (变桨控制） 优点: 一部分功率通过电力电子设备 缺点：运行范围不能完全按最优的气动设计来
20 年来风机技术的发展
NHale Waihona Puke TC谢谢大家 NWTCNWTC
NWTC
上风向 windward 下风向 Leeward
轮毂
叶轮位置
水平轴风机概念
NWTC
水平轴风机概念
NWTC
WTS-3 Maglarp (3000 kW, D=78m, 1982, Sweden) Monopterus (640 kW, D = 56 m, Germany, Jade 1989)
NWTC
缺点： 在叶片的连接处有很大的力矩 采用焊接和金属结构件重量大，造价高
其它设计概念
– – – – 采用变桨进行功率控制 叶轮转速采用变速 采用双馈电机和交直交转换 采用发电机和齿轮箱
NWTC
NWTC
Neg-micon 1000 250/1000kW
NWTC
Nordex N54 200/1000kW
NWTC
Enercon 设计概念
– – – – – 变速 变桨控制功率 直接驱动同步电机 没有齿轮箱 通过交-直-交转换并网
NWTC
Enercon 设计概念
NWTC
失速与变桨功率曲线对比
NWTC
失速与变桨对比
• • • • • • • 优点 设计简单，容易维护 在运行期间基本上没有什么问题和维护 有几千台的运行业绩和经验
失速、定速
变桨、变速
变桨、变速
NWTC
不同控制概念的优缺点
• 定速,定桨 (失速控制) 优点: 电气连接简单 缺点: 阵风有高的扭矩峰值
• 定速,变桨 (主动失速) 优点: 变桨机构简单，小范围角度 缺点: 十所概念有较高的载荷
NWTC
• 定速, 变桨 (变桨控制) 优点: 电气连接简单 缺点: 变桨机构需要动作很快(30度每秒 30kW风机），大风机不可 能
丹麦设计概念
最商业化的并网型风力发电机组 简单、可靠 由于能源危机，在美国成功销售的丹麦风机获得了大 量实际经验
NWTC
丹麦概念风机
• 概念 – 水平轴 – 三叶片，上风向 – 用轮毂连接 – 定转速 – 感应电机 – 传动链设计 – 主动偏航 – 失速控制功率
NWTC
金风 48/750
丹麦概念风机
fuhrland 1000 1000kW
Bonus 1000 1000/200kW
NWTC
Vestas V66 300/1650kW
NWTC
TACK TW 1.5 1500kW
SUDWIND S.70 1800kW
NWTC
NORDEX N80 2500kW GE 3.6 3600kW
NWTC
风力发电机组概念及结构
NWTC
基础培训
NWTC
风机工作原理
NWTC
风机概念
垂直轴 水平轴
NWTC
立轴风机概念
NWTC
立轴风机概念
NWTC
Eole C
(Darrieus type, 4200 kW, H =100 m, D = 64 m, Canada, 1988)
水平轴风机概念
叶片数量 尖速比
NWTC
Enercon E-66 1500kW
Enercon E-112 4500kW 450T
NWTC
NWTC
金风 62/1200
Genesys-600 THE Zephtros-Z72 2000kW
风机制造厂
风机设计概念
不同控制概念的优缺点
• 全范围变速,变桨(变桨控制） 优点: 给传动链上最小的载荷 缺点: 电气连接和变桨复杂
NWTC
• 部分变速,变桨 (变桨控制） 优点: 一部分功率通过电力电子设备 缺点：运行范围不能完全按最优的气动设计来
20 年来风机技术的发展
NHale Waihona Puke TC谢谢大家 NWTCNWTC
NWTC
上风向 windward 下风向 Leeward
轮毂
叶轮位置
水平轴风机概念
NWTC
水平轴风机概念
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WTS-3 Maglarp (3000 kW, D=78m, 1982, Sweden) Monopterus (640 kW, D = 56 m, Germany, Jade 1989)
NWTC
缺点： 在叶片的连接处有很大的力矩 采用焊接和金属结构件重量大，造价高
其它设计概念
– – – – 采用变桨进行功率控制 叶轮转速采用变速 采用双馈电机和交直交转换 采用发电机和齿轮箱
NWTC
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Neg-micon 1000 250/1000kW
NWTC
Nordex N54 200/1000kW
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Enercon 设计概念
– – – – – 变速 变桨控制功率 直接驱动同步电机 没有齿轮箱 通过交-直-交转换并网
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Enercon 设计概念
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失速与变桨功率曲线对比
NWTC
失速与变桨对比
• • • • • • • 优点 设计简单，容易维护 在运行期间基本上没有什么问题和维护 有几千台的运行业绩和经验
失速、定速
变桨、变速
变桨、变速
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不同控制概念的优缺点
• 定速,定桨 (失速控制) 优点: 电气连接简单 缺点: 阵风有高的扭矩峰值
• 定速,变桨 (主动失速) 优点: 变桨机构简单，小范围角度 缺点: 十所概念有较高的载荷
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• 定速, 变桨 (变桨控制) 优点: 电气连接简单 缺点: 变桨机构需要动作很快(30度每秒 30kW风机），大风机不可 能
丹麦设计概念
最商业化的并网型风力发电机组 简单、可靠 由于能源危机，在美国成功销售的丹麦风机获得了大 量实际经验
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丹麦概念风机
• 概念 – 水平轴 – 三叶片，上风向 – 用轮毂连接 – 定转速 – 感应电机 – 传动链设计 – 主动偏航 – 失速控制功率
NWTC
金风 48/750
丹麦概念风机
fuhrland 1000 1000kW
Bonus 1000 1000/200kW
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Vestas V66 300/1650kW
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TACK TW 1.5 1500kW
SUDWIND S.70 1800kW
NWTC
NORDEX N80 2500kW GE 3.6 3600kW
NWTC
风力发电机组概念及结构
NWTC
基础培训
NWTC
风机工作原理
NWTC
风机概念
垂直轴 水平轴
NWTC
立轴风机概念
NWTC
立轴风机概念
NWTC
Eole C
(Darrieus type, 4200 kW, H =100 m, D = 64 m, Canada, 1988)
水平轴风机概念
叶片数量 尖速比