风力发电原理ppt课件

由于风力发电机的理论基础也
是空气动力学，故其叶片形状
与机翼很相似。风经过水平轴
风力发电机的叶片时由于叶片
与风有一个夹角，风在叶片上
形成升力，风力发电机就是依
靠叶片上的升力把风能转换为
旋转的机械能，从而带动发电
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机进行发电的。
2、塔架
风力机的塔架除了要支撑风力机的重量，还要承 受吹向风力机和塔架的风压，以及风力机运行中 的动载荷。它的刚度和风力机的振动有密切关系。 水平轴风力发电机的塔架主要可分为管柱型和桁 架型两类。
齿轮箱的主要功能就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转速。齿轮 箱 对于大型风力发电机，由于限制其转速，传动 装置的增速比一般为40—50。 这样，可以降低发 电机重量，从而降低成本。
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5、偏航系统
用来调整风力机的风轮叶片旋转平而与空气流动方 向相对位置的机构。因为当风轮叶片旋转平面与气 流方向垂直时，也即是迎着风向时，风力机从流动 的空气中获取的能量最大，因而风力机的输出功率 最大，所以调向机构又称为迎风机构(通称偏航系 统)。整个偏航系统由电动机及减速机构、偏航调 节系统和扭缆保护装置等部分组成。
类型：有传统风车、低速风力机及高速风力 机
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水平轴力风机图
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3、垂直轴风力机
特点：凡风轮转轴与地面呈垂直状态的风 力机叫垂直抽风力机。
形式有：如s型、H型、Ф型等。 应用：虽然目前垂直轴风力机尚未大量商
品化，但是它有许多特点，如不需大型 塔架、发电机可安装在地面上、维修方 便及叶片制造简便等，研究日趋增多， 各种形式不断出现。各种形式的垂直轴 风力机。
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Ф型风力机图
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（二）风力发电系统
从外部看，整个风力发电机组 看上去只有三个主要部分：风 轮、机舱和塔架。
发电机、传动系统、控制系统 等都集成在机舱内。
机舱除了承担容纳所有机械部 件的功能，还起到承受所有外 力（ 包括静负载及动负载） 的作用。
机舱底盘和塔架之间有回转体， 使机舱可水平转动。
瓦—几兆瓦；
⑧发电机，分为直流发电机和交流发电
机；
⑨另外还有塔架高度等等。
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2、水平轴力风机
特点：风力机的风轮轴与地面呈水平状态，称 水平轴风力机。
组成：它一般内风轮增速器、调速器、调向装 置、发电机和塔架等部件组成，大中型风力 机还有自动控制系统。
应用：这种风力机的功率从几十千瓦到数兆瓦， 是日前最具有实际开发价值的风力机：
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偏导航系统的作用
偏航系统的主要作用有两个： 1) 与风力发电机组的控制系统相互配合，使风发电 机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能， 提高风力发电机组的发电效率； 2) 提供必要的锁紧力矩，以保障风力发电机组的安 全运行。
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（四）发电机
发电机的作用，是利用电磁感应现象把由风轮输 出的机械能转变为电能。
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1、风力机的主要技术指标参数
①风轮直径，通常风力机的功率越大，直
径越大；
②叶片数目，高速发电用风力机为2—4片，
低速风力机大干4片；
③叶片材料，现代常采用高强度低密度的
复合材料；
④风能利用系数，一般为0.15—0.5之间；
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⑤启动风速，一般为3—5m/s; ⑥停机风速，通常为15—35m／s; ⑦输出功率，现代风力机一般为几百干
传动比和发电机极对数决定； 3、转子电流产生的旋转磁场的转速高于同步速运行； 4、发电机定子直接与电网连接，启动时产生很大启
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机组的总体结构
机组的总体结构图：
风轮
增速器
发电机
主继电器
风
电网 主开关 变压器
变桨 风
转速 风速
熔断器
晶闸管 并网
控制系统
功率
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无功补偿
（三）风力发电机主要组成部分介绍
1、风轮
风力机区别于其他机械的最主 要特征就是风轮。风轮一般由 2～3个叶片和轮毂所组成，其 功能是将风能转换为机械能。
并不断横切风流 。
依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺 的微风速度（微风的程度），便可以开始 发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮， 为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐 射或空气污染。
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（一）风力发电设备
组成：风力发电机组包括两大部分； 一部分是风力机，由它将风能转换为机械能； 另一部分是发电机，由它将机械能转换为电能。
一般圆柱形塔架对风的阻力较小，特别是对于下 风向风力机，产生紊流的影响要比桁架式塔架小。 桁架式塔架常用于中小型风力机上，其优点是造 价不高，运输也方便。但这种塔架会使下风向风 力机的叶片产生很大的紊流。
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管柱型和桁架型如图：
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3、机舱
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4、齿轮箱
对于容量较大的风电机组，因风轮转速很低，远达 不到发电机发电的要求，往往通过齿轮箱的增速作 用来实现。而并网运行的发电机必须要求再同步转 速左右才能运行，故风力发电机组一般都在主轴与 发电机之间安装有增速传动机构。风力机的传动机 构一般包括低速轴、高速轴、齿轮箱、联轴节和制 动器等。 风力发电机组中的齿轮箱也称为增速箱。
发电机有基本类型： 普通异步风力发电机组 双馈异步风力发电机组 直驱式同步风力发电机组（含永磁发电机和直流 励磁发电机） 混合式风力发电机组
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1、普通异步风力发电机组
技术特点：
1、叶轮转速较低，一般为每分钟十几转，需要齿轮 箱增速，
转子绕组短路，结构一般为鼠笼结构； 2、转子转速固定，风能利用率低，其转速由齿轮箱
风力发电原理
主讲：xxx
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风力发电的原理：是利 用风力带动风车叶片旋 转，再透过增速机将旋 转的速度提升，来促使 发电机发电。简单的说 风力发电就是将风能转 换为机械能进而将机械 能再转换为电能的过程。
现代风力发电机采用空 气动力学原 理 ，就像 飞机的机翼一样。
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风并非 " 推 " 动风轮叶片，而是吹过叶片形成叶 片正反面的压差，这种压差会产生升力，令风轮旋转
分类： 1）根据它收集风能的结构形式及在空间的布置，可
分为水平轴式或垂直轴式。 2）从塔架位置上，分为上风式和下风式；
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3）还可以按桨叶数量，分为单叶片、双叶片、 三叶片、四叶片和多叶片式。
4）从桨叶和形式上分，有螺旋桨式、H型、S 型等；
5）按桨叶的工作原理分，则有升力型和阻力 型的区别。
6）以风力机的容量分，则有微型(1kW以下)、 小型(1—10kW)、中型(10—100kW)和大型 (100kw以上)机。