风力发电机的种类

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风力发电机的主要类型

风力发电机主要类型2013-02-16 11:36:31| 分类：风力发电机|字号订阅根据风力发电机的运行特征，风力发电机可分为恒速风力发电机( Fixed speed generator)、有限变速风力发电机( Limited variable speed generator) 和变速风力发电机(Variable speed generator) 。

1、恒速风力发电机恒速风力发电机系统如下图所示，采用了笼型异步发电机, 发电机通过变压器直接接入电网。

因为笼型异步发电机只能工作在额定转速之上很窄的范围内, 所以通常称之为恒速风力发电机。

并网运行时, 异步发电机需要从电网吸收滞后的无功功率以产生旋转磁场, 这恶化了电网的功率因数, 易使电网无功容量不足, 影响电压的稳定性。

为此, 一般在发电机组和电网之间配备适当容量的并联补偿电容器组以补偿无功。

由于笼型异步发电机系统结构简单、成本低且可靠性高, 比较适合风力发电这种特殊场合, 在风力发电发展的初期, 笼型异步发电机得到了广泛的应用, 有效地促进了风电产业的兴起。

笼型恒速发电机系统随着风力发电应用的深入，恒速笼型异步发电机具有的一些固有缺点逐步显现出来，主要是笼型异步发电机转速只能在额定转速之上1% ~ 5% 内运行，输入的风功率不能过大或过小，若发电机超过转速上限, 将进入不稳定运行区。

因此，在多数场合需将2台分别为高速和低速的笼型异步发电机组合。

使用, 以充分利用中低风速的风能资源。

另外，风速的波动使风力机的气动转矩随之波动，因为发电机转速不变, 风力机和发电机之间的轴承、齿轮箱将会承受巨大的机械摩擦和疲劳应力。

而且, 由于风力机的速度不能调节, 不能从空气中捕获最大风能, 效率较低. 齿轮箱的存在增加了风力机的重量和系统的维护性, 影响了系统效率, 增加了噪声。

2、有限变速风力发电机有限变速风力发电机系统如下图所示, 发电机采用绕线式异步发电机。

风力发电机的分类

,风力发电机按叶片分类.按照风力发电机主轴地方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机.（）水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平地风力发电机. 水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机地优点；叶片旋转空间大，转速高.适合于大型风力发电厂.水平轴风力发电机组地发展历史较长，已经完全达到工业化生产，结构简单，效率比垂直轴风力发电机组高.到目前为止，用于发电地风力发电机都为水平轴，还没有商业化地垂直轴地风力发电机组. 资料个人收集整理，勿做商业用途（）垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直地风力发电机.垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机地优点在于；发电效率高，对风地转向没有要求，叶片转动空间小，抗风能力强（可抗级台风），启动风速小维修保养简单. 垂直轴与水平式地风力发电机对比，有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式地要高，特别是低风速地区；二、在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式地更加安全稳定；另外，国内外大量地案例证明，水平式地风力发电机在城市地区经常不转动，在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题，伤及路上行人与车辆等危险事故.资料个人收集整理，勿做商业用途按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机.凡属轴流风扇地叶片数目往往是奇数设计. 这是由于若采用偶数片形状对称地扇叶，不易调整平衡.还很容易使系统发生共振，倘叶片材质又无法抵抗振动产生地疲劳，将会使叶片或心轴发生断裂. 因此设计多为轴心不对称地奇数片扇叶设计.对于轴心不对称地奇数片扇叶，这一原则普遍应用于大型风机以及包括部分直升机螺旋桨在内地各种扇叶设计中.包括家庭使用地电风扇都是个叶片地，叶片形状是鸟翼型（设计术语），这样地叶片流量大，噪声低，符合流体力学原理.所以绝大多数风扇都是三片叶地.三片叶有较好地动平衡，不易产生振荡，减少轴承地磨损.降低维修成本.资料个人收集整理，勿做商业用途按照风机接受风地方向分类，则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向和“下风向型”――叶轮背顺着风向，两种类型.资料个人收集整理，勿做商业用途上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风.而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置.但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片地气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低.资料个人收集整理，勿做商业用途,按照风力发电机地输出容量可将风力发电机分为小型，中型，大型，兆瓦级系列.（）小型风力发电机是指发电机容量为地风力发电机.（）中型风力发电机是指发电机容量为地风力发电机.（）大型风力发电机是指发电机容量为地风力发电机.兆瓦级风力发电机是指发电机容量为以上地风力发电机.,按功率调节方式分类.可分为定桨距时速调节型，变桨距型，主动失速型和独立变桨型风力发电机.（）定桨距失速型风机；桨叶于轮毂固定连接，桨叶地迎风角度不随风速而变化.依靠桨叶地气动特性自动失速，即当风速大于额定风速时依靠叶片地失速特性保持输入功率基本恒定.资料个人收集整理，勿做商业用途（）变桨距调节：风速低于额定风速时，保证叶片在最佳攻角状态，以获得最大风能；当风速超过额定风速后，变桨系统减小叶片攻角，保证输出功率在额定范围内.资料个人收集整理，勿做商业用途（）主动失速调节：风速低于额定风速时，控制系统根据风速分几级控制，控制精度低于变桨距控制；当风速超过额定风速后，变桨系统通过增加叶片攻角，使叶片“失速”，限制风轮吸收功率增加资料个人收集整理，勿做商业用途（）独立变桨控制风力机：由于叶片尺寸较大，每个叶片有十几吨甚至几十吨，叶片运行在不同地位置，受力状况也是不同地故叶片中立对风轮力矩地影响也是不可忽略地.通过对三个叶片进行独立地控制，可以大大减小风力机叶片负载地波动及转矩地波动，进而减小传动机构与齿轮箱地疲劳度，减小塔架地震动，输出功率基本恒定在额定功率附近.资料个人收集整理，勿做商业用途,按机械形式分类:按照风机组机构中是否包括齿轮箱，可分为有齿轮箱地风力机，无齿轮地风力机和混合驱动型风力机.资料个人收集整理，勿做商业用途带齿轮箱地风力发电机：由于叶尖速度地限制，风轮旋转速度一般较慢.风轮直径在以上时，风轮转速在或更低.为了使发电机地体积变小，就必须是发电机输入转速更高，这时就必须使用变速箱体搞转速使得发动机输入转速在或者这样，发电机体积就可以设计地尽可能小.资料个人收集整理，勿做商业用途无齿轮箱发电机：将叶轮和发电机直接连接在一起结构地风力发电机成为无齿轮箱使风力发电机.这种发电机由于没有齿轮箱，所以结构简单，制造方便，维护方便故无齿轮箱地风力发电机将来有可能发展与海上风力发电机上使用.资料个人收集整理，勿做商业用途混合驱动型风力发电机：混合驱动型风力发电机采用一级齿轮进行传动，齿轮箱结构简单效率高.由于增加了点击转速点击尺寸和重量比一般地直趋机组地电机尺寸小，重量也比较轻.所以这种风力发电机具有直趋风力发电机地特点也有体积小，重量轻地有点，逐渐成为以上地大型风机组设计开发地一种趋势资料个人收集整理，勿做商业用途,根据风力发电机组地发电机类型分类，可分为异步型风力发电机和同步型风力发电机.（）异步发电机按其转子结构不同又可分为：() 笼型异步发电机――转子为笼型.由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网，而在小、中型机组中得到大量地使用；资料个人收集整理，勿做商业用途（) 绕线式双馈异步发电机――转子为线绕型.定子与电网直接连接输送电能，同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率.资料个人收集整理，勿做商业用途（）同步发电机型按其产生旋转磁场地磁极地类型又可分为：() 电励磁同步发电机――转子为线绕凸极式磁极，由外接直流电流激磁来产生磁场.() 永磁同步发电机――转子为铁氧体材料制造地永磁体磁极，通常为低速多极式，不用外界激磁，简化了发电机结构，因而具有多种优势.资料个人收集整理，勿做商业用途,主轴，齿轮箱和发电机相对位置可分为紧凑型和长轴布置型.紧凑型风力发电机地风轮直接与齿轮箱低速轴相连，齿轮高速轴输出端通过弹性联轴节与发电机连接，发电机与齿轮箱外壳连接.这种结构齿轮箱使专门设计地，由于结构紧凑，可以节省材料和相对地费用.作用在风轮和发电机上地力都是通过齿轮箱外壳体传递到主框架上地.紧凑型风力发电机地结构主轴与发电机轴在同一平面内，在齿轮箱损坏是，需要将风轮，齿轮箱，发电机一块拆下来进行修理，比较麻烦.资料个人收集整理，勿做商业用途长轴布置型风力发电机：通过固定在机舱主框架地主轴，与齿轮箱低速轴连接.长轴布置型风力发电机地主轴是单独地，有单独地轴承支撑.这种结构地优点是风轮没有直接作用在齿轮箱地低速轴上，齿轮箱可以采用标准结构，减小齿轮箱低速轴收到地复杂力矩，降低了费用，减少了齿轮箱受损地可能性.资料个人收集整理，勿做商业用途,按照发电机地转速及并网方式可以将发电机分为定速风机和变速风机.定速型风力发电机：定速风力机一般采用时速控制地桨叶控制方式，使用直接与电网相连地异步感应电动机，由于风能地随机性，驱动异步发电机地风力机低于额定运行地时间占全年运行时间地.为了充分利用低风速地风能，增加发电量，广泛应用双速异步发电机，设计成级和级绕组.在低速运转时，双速异步发电机地效率比氮素异步发电机搞，滑差损耗小，当风力发电机组在低风速运行时，不仅桨叶具备有较高地启动效率，发电机效率也能保持在较高地水平.资料个人收集整理，勿做商业用途变速风力机：变速风力机一般配备变桨距功率调节方式.风力机必须有一套控制系统来调节，限制转速和功率.调速与功率调节装置地首要任务是使风力机在大风，运行发生故障和过载荷是得到保护：其次，使风电机组能够在启动时顺利切入运行，电能质量符合公共电网要求.资料个人收集整理，勿做商业用途,按照塔架地不同可分为塔筒式风力机和桁架式风力机.塔架式风力发电机：国内及国外绝大多数风力发电机组采用塔筒式结构，这种结构地优点是刚性好，冬季人员登塔安全，连接部分地螺栓与桁架塔相比要少得多，维护工作两少，便于安装和调节.资料个人收集整理，勿做商业用途桁架式风力机：桁架式采用类似电力塔地结构形式.这种结构风阻小，便于运输.但组装复杂，需要每年对他家地螺栓进行紧固，工作量很大，而且冬季爬塔架地条件恶劣.在我国，这种结构地机型更适合南方海岛使用，特别是阵风达，风向不稳定地风场，桁架塔更能吸收手机组运行时产生地扭矩和震动.资料个人收集整理，勿做商业用途。

风力发电机组的分类介绍

风力发电机组的分类介绍风力发电机一般按风轮轴安装形式、功率控制方式、风轮转速调节、主传动驱动方式等进行分类。

1、风轮轴安装形式按照风轮轴安装形式可分为水平轴风力机和垂直轴风力机。

（1）水平轴风力机风轮的旋转轴线与风向平行。

水平轴风力机必须具有对风装置，跟随风向的变化而转动，以便吸收来自各个方向的风能。

对于小型风力机，这种对风装置常采用尾舵，而对于大型风力机，则利用风向传感器测量风向，经微处理器调整后控制偏航系统进行对风。

水平轴风力机按照风轮相对于塔架的位置可分为上风向风力机和下风向风力机。

风轮位于塔架前面的为上风向风力机，风轮位于塔架后面的为下风向风力机。

目前风电场采用并网型风力发电机组多为上风向水平轴风力机。

（2）垂直轴风力机风轮的旋转轴线垂直于地面或气流方向。

垂直轴风力机能吸收来自各个方向的风能，无需对风装置，这是相对于水平轴风力机的一大优点，并且传动装置和发电设备均安装在地面，便于维护；但是受叶片制造工艺的限制及拉线式塔架占用大量土地面积等因素，垂直轴风力机一直未得到发展。

2、功率控制方式按照功率控制方式可分为定桨距风力机、变桨距风力机和主动失速风力机。

（1）定桨距风力机叶片与轮毂固定连接。

在风轮转速恒定的条件下，风速增加超过额定风速时，随着叶片攻角的增加，气流与叶片表面分离，叶片将处于失速状态，叶片吸收的风能不但不会增加，反而有所下降，以确保风轮输出功率在额定范围以内。

定桨距风力机的特点：结构简单不需要变桨机构，同时控制系统也较简单。

但风轮吸收风能的效率较低，特别在风速超过额定风速后，由于叶片的失速作用，输出功率还会有所下降；机组承受的载荷大；机组重量比同类型变桨距风力机重。

（2）变桨距风力机叶片与轮毂通过变桨轴承连接，可以通过变桨系统控制叶片的安装角。

当风速低于额定风速时，保证叶片在最佳攻角状态，以获得最大风能；当风速超过额定风速后，变桨系统减小叶片的攻角，保证输出功率在额定范围内。

变桨距风力机的特点：结构复杂，需要增加变桨轴承和一套变桨驱动装置，同时控制系统也变得很复杂。

风力发电机组的分类

按风轮桨叶分类：•失速型：高风速时，因桨叶形状或因叶尖处的扰流器动作，限制风力机的输出转矩与功率；•变桨型：高风速时通过调整桨距角，限制输出转矩与功率。

按风轮转速分类：•定速型：风轮保持一定转速运行，风能转换率较低，与恒速发电机对应；•变速型：（1）双速型：可在两个设定转速运行，改善风能转换率，与双速发电机对应；（2）连续变速型：在一段转速范围内连续可调，可捕捉最大风能功率，与变速发电机对应。

按传动机构分类：•齿轮箱升速型：用齿轮箱连接低速风力机和高速发电机；（减小发电机体积重量，降低电气系统成本）•直驱型：直接连接低速风力机和低速发电机。

（避免齿轮箱故障）按发电机分类：•异步型：（1）笼型单速异步发电机；（2）笼型双速变极异步发电机；（3）绕线式双馈异步发电机；•同步型：（1）电励磁同步发电机；（2）永磁同步发电机。

按并网方式分类：•并网型：并入电网，可省却储能环节。

•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。

典型风力发电机系统笼型异步发电机的运行特点（1）发电机励磁消耗无功功率，皆取自电网。

应选用较高功率因数发电机，并在机端并联电容；（2）绝大部分时间处于轻载状态，要求在中低负载区效率较高，希望发电机的效率曲线平坦；（3）风速不稳，易受冲击机械应力，希望发电机有较软的机械特性曲线，Ｓmax绝对值要大；（4）并网瞬间与电动机起动相似，存在很大的冲击电流，应在接近同步转速时并网，并加装软起动限流装置；转子电流受控的异步风力发电机系统(Rotor Current Control，RCC)定义：转子电流控制技术是指通过电力电子开关和脉宽调制（PWM）来控制绕线型异步发电机转子电流的一项技术。

系统的结构特征：（1）采用变桨风力机；（2）采用绕线型异步发电机，但没有滑环；（3）采用旋转开关器件斩波控制转子电流，动态调整发电机的机械特性。

原理：控制附加电阻的接入时间，从而控制转子电流RCC异步风力发电机系统的特点优点：（1）风速变化引起风轮转矩脉动的低频分量由变桨调速机构调节，其高频分量由RCC调节，可明显减轻桨叶应力，平滑输出电功率;（2）利用风轮作为惯性储能元件，吞吐伴随转子转速变化形成的动能，提高风能利用率；（3）电力电子主回路结构简单，不需要大功率电源。

风力发电机的分类

o根据风力发电机旋转轴的区别，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

1、水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。

2、垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。

垂直轴风力发电机目前占市场主流的是水平轴风力发电机，平时说的风力发电机通常也是指水平轴风力发电机。

目前水平轴风力发电机的功率最大已经做到了5wm左右。

垂直轴风力发电机虽然最早被人类利用，但是用来发电还是近10多年的事。

与传统的水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机具有不用对风向，转速低，无噪音等优点，但同时也存在起动风速高，结构复杂等缺点，这都制约了垂直轴风力发电机的应用。

根据定桨矩失速型风机和变速恒频变桨矩风机的特点,国内目前装机的电机一般分为二类:1、异步型（1）笼型异步发电机；功率为600/125kW750kW 800kW 1250180kW定子向电网输送不同功率的50Hz交流电;（2）绕线式双馈异步发电机；功率为1500kW定子向电网输送50Hz交流电，转子由变频器控制，向电网间接输送有功或无功功率。

2、同步型（1）永磁同步发电机；功率为750kW 1200kW 1500kW 由永磁体产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50Hz交流电。

（2）电励磁同步发电机；由外接到转子上的直流电流产生磁场,定子输出经全功率整流逆变后向电网输送50Hz交流电。

∙风力发电机的图解o一、风力发电机分解图1.风机总成2.叶片3.轮毂般4.前罩5.螺栓6.平垫圈7.防松螺母8.螺母9.弹簧垫10.法兰11.螺栓12.防松螺母13.避雷针14.减震器二、风力发电机应用系统结构图∙风力发电机的特点o1、高效率2、微风启动3、长寿命4、免维护5、防锈6、防腐蚀6、防潮7、防水8、防风沙风力发电机的原理o风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网.如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电.最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,立在一定高度的塔干上,这是小型离网风机. 最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无,电压和频率不稳定,没有实际应用价值.为了解决这些问题,现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等.齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分).同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出.偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向.要知道,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度.风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距.对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距.在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车.早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用),现在电变距系统逐步取代液压变距.就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒左右发出额定功率.然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直到风速达到25米/秒时自动停机.现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏.理论上的12级飓风,其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒.风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频率下运行,自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电系统单元.∙风力发电机的维修o风机叶片的维修维护在保证风机叶片20年使用寿命中将起到至关重要的作用。

风电基础知识

风电的优势与挑战
优势：可再生、清洁、可持续。挑战：间歇性、地域限制、生态影响。解决方案：储能技术、智能电网、环境评估。政策支持：各国政府推动可再生能源发展。
风电的未来发展趋势
技术创新：提高风机效率，降低成本。规模扩大：开发新的风电场，特别是海上风电。整合能源系统：与其他可再生能源（如太阳能）结合。政策驱动：加大对可再生能源的投资和支持。
风电基础知识
作者 2024-09-24
目录
1. 风电简介 2. 风力发电原理 3. 风力发电机类型 4. 风电的优势与挑战 5. 风电的未来发展趋势
风电简介
定义全球现状：风电在全球能源结构中占比逐年增加。中国地位：中国是世界上最大的风电市场之一。
感谢观看
风力发电原理
能量转换：风能→机械能→电能。关键部件：叶轮、传动系统、发电机。工作原理：风力推动叶轮旋转，通过传动系统带动发电机产生电能。效率因素：风速、叶轮设计、地理位置。
风力发电机类型
水平轴风机：最常见的类型，叶轮轴线平行于地面。垂直轴风机：叶轮轴线垂直于地面，适合城市和复杂地形。离岸风机：安装在海上，利用更稳定和强劲的海风。分布式风机：小型风机，用于家庭或偏远地区供电。

风力发电机分类及特点演示精品PPT课件

水平轴（风轮）风力发电机组，是指风轮轴线基本与地面平行安置在垂直地面的塔架上。水平轴风力发电机机舱里主要设备有主传动轴、齿轮箱、发电机、刹车装置、机架、控制设备等。
水平轴风力机的风轮转轴与风向平行，其风能利用系数高，技术非常成熟，水平轴风力发电机是目前应用最广泛的风力发电机。
水平风力发电机机舱结构与设备布置图
(2)调节励磁电流的有功分量和无功分量，可以独立调节发电机的有功功率和无功功率。这样不但可以调节电网的功率因数，补偿电网的无功需求，还可以提高电力系统的静态和动态性能。
(3)由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了“柔性连接”，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。
双馈感应发电机组是具有定、转子两套绕组的双馈型异步发电机（DFIG），定子接入电网，转子通过电力电子变换器与电网相连，如下图所示。
在风力发电中采用交流励磁双馈风力发电方案，可以获得以下优越的性能：
(1)调节励磁电流的频率可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求，即变速恒频运行。这样可以从能量最大利用等角度去调节转速，提高发电机组的经济效益。
双馈式风力发电机基本结构图
双馈风力发电机一般采用4极或6极，2MW以下的发电机多采用4 极，2MW以上的发电机多采用6极，本节介绍的是4极发电机，定子铁心与转子铁心都由硅钢片叠成，图1是定子铁心与转子铁心的冲片。
在定子铁芯的槽内嵌放着三相交流绕组，三相绕组按4极绕制，连接成星形，下图是嵌有三相绕组的定子。当绕组接入三相交流电
源就可在定子内产生旋转磁场。
定子固定在机座内，机座外壳上有通风孔，便于电机散热
在转轴上安装三个集电环的凹槽连接到三个集电滑环上。在转轴上安装两个轴流风扇用于发电机散热，发电机整个旋转部分（转子）。

风力发电机的分类

风力发电机的分类风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备。

根据不同的特点和结构，风力发电机可以分为多种不同类型。

1. 垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机是一种将转子轴垂直于地面的发电机。

它的转子通常由多个垂直安装的叶片组成，可以在任何风向下捕捉风能。

这种发电机的优点是结构简单，不受风向限制，适合于城市等空间有限的地方使用。

然而，由于叶片在运转过程中会相互遮挡，效率相对较低。

2. 水平轴风力发电机水平轴风力发电机是一种将转子轴水平安装的发电机。

它的转子通常由三个或更多水平安装的叶片组成，可以根据风向调整转子的角度。

这种发电机的优点是效率较高，适合在大型风电场使用。

然而，由于叶片需要根据风向调整角度，所以在风向变化频繁的地区使用效果较差。

3. 细长型风力发电机细长型风力发电机是一种外形细长的风力发电机。

它通常由一个细长的塔和一个顶部安装的转子组成。

这种发电机的优点是能够在低风速下产生较高的功率，适合在山区或低风速地区使用。

然而，由于塔的高度较高，安装和维护较为困难。

4. 低速风力发电机低速风力发电机是一种在低风速下也能产生较高功率的发电机。

它通常采用较大的转子和较低的转速，以提高发电效率。

这种发电机的优点是适合在低风速地区使用，但由于转子较大，所以需要较大的空间进行安装。

5. 高速风力发电机高速风力发电机是一种在高风速下能够产生较高功率的发电机。

它通常采用较小的转子和较高的转速，以提高发电效率。

这种发电机的优点是适合在高风速地区使用，但由于转子较小，所以需要较小的空间进行安装。

6. 海上风力发电机海上风力发电机是一种安装在海上的风力发电机。

由于海上风速较高且稳定，海上风力发电机具有较高的发电效率。

然而，由于安装和维护难度较大，成本较高。

总结起来，风力发电机可以根据结构和特点的不同分为垂直轴风力发电机、水平轴风力发电机、细长型风力发电机、低速风力发电机、高速风力发电机和海上风力发电机等多种类型。

每种类型都有其适用的场景和优缺点，我们可以根据具体需求选择合适的风力发电机类型来提高发电效率。

几种类型的风力发电机组特点总结

几种类型的风力发电机组特点总结风力发电机组是利用风能转换成电能的装置，其工作原理是通过风机叶片受到风力作用转动，带动发电机发电。

根据风力发电机组的结构、转轴方向以及装置类型的不同，可以将其分为多种类型，下面将对其中几种类型的特点进行总结。

1.垂直轴风力发电机组垂直轴风力发电机组的叶轮与转轴在垂直方向上，可以通过风来使转轴旋转。

该类型的风力发电机组具有以下特点：1.1.适应性强：该型号的风力发电机组可以适应多样化的风向，对风向无要求，不需要调整整个机组的位置。

1.2.稳定性好：叶片的旋转会使机组平均受力，使整个机组的结构更加稳定。

1.3.阻力小：由于叶子的布局较紧密，风力只能在离轴靠近的地方产生阻力，因此相比于其他类型的风力发电机组，其阻力较小。

2.常规式风力发电机组常规式风力发电机组的叶轮与转轴在同一平面上，从而使风转动叶片来驱动机组发电。

该类型的风力发电机组具有以下特点：2.1.效率高：常规式风力发电机组的叶片直接受到气流冲击，将风能转为机械能的效率较高。

2.2.动力强：由于叶片设计更为简单，可以通过调整叶片的设计来增加整个机组的动力。

2.3.维护便利：该型号的风力发电机组的维修与检查相对简单，更容易达到预期的维护效果。

3.跨流式风力发电机组跨流式风力发电机组的叶轮以及转轴在风动力垂直方向上，可以将水平气流转化为垂直方向的运动。

该类型的风力发电机组具有以下特点：3.1.适应范围广：跨流式风力发电机组可以适应许多地方的风力情况，无论是强风、软风还是顺风、逆风都可以适应。

3.2.开发储备丰富：跨流式风力发电机组在开发过程中，需要占用的面积相对较小，且可以在复杂地形条件下布局，因此其开发储备非常丰富。

3.3.可靠稳定：该型号的风力发电机组受风的影响相对较小，因此具有较高的可靠性和稳定性。

总结起来，风力发电机组根据结构、转轴方向以及装置类型的不同，可以分为垂直轴风力发电机组、常规式风力发电机组以及跨流式风力发电机组。

风力发电机的分类

1,风力发电机按叶片分类;按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机;1 水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直,一般与地面平行,旋转轴处于水平的风力发电机; 水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点；叶片旋转空间大,转速高;适合于大型风力发电厂;水平轴风力发电机组的发展历史较长,已经完全达到工业化生产,结构简单,效率比垂直轴风力发电机组高;到目前为止,用于发电的风力发电机都为水平轴,还没有商业化的垂直轴的风力发电机组;2 垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行,一般与地面吹垂直,旋转轴处于垂直的风力发电机;垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机的优点在于；发电效率高,对风的转向没有要求,叶片转动空间小,抗风能力强可抗12-14级台风,启动风速小维修保养简单; 垂直轴与水平式的风力发电机对比,有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高,特别是低风速地区；二、在高风速地区,垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定；另外,国内外大量的案例证明,水平式的风力发电机在城市地区经常不转动,在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题,伤及路上行人与车辆等危险事故;按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机;凡属轴流风扇的叶片数目往往是奇数设计; 这是由于若采用偶数片形状对称的扇叶,不易调整平衡;还很容易使系统发生共振,倘叶片材质又无法抵抗振动产生的疲劳,将会使叶片或心轴发生断裂; 因此设计多为轴心不对称的奇数片扇叶设计;对于轴心不对称的奇数片扇叶,这一原则普遍应用于大型风机以及包括部分直升机螺旋桨在内的各种扇叶设计中;包括家庭使用的电风扇都是3个叶片的,叶片形状是鸟翼型设计术语,这样的叶片流量大,噪声低,符合流体力学原理;所以绝大多数风扇都是三片叶的;三片叶有较好的动平衡,不易产生振荡,减少轴承的磨损;降低维修成本;按照风机接受风的方向分类,则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向和“下风向型”――叶轮背顺着风向,两种类型;上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风;而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置;但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低;2,按照风力发电机的输出容量可将风力发电机分为小型,中型,大型,兆瓦级系列;1小型风力发电机是指发电机容量为~1kw的风力发电机;2中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机;3大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机;（4）兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机;3,按功率调节方式分类;可分为定桨距时速调节型,变桨距型,主动失速型和独立变桨型风力发电机;1 定桨距失速型风机；桨叶于轮毂固定连接,桨叶的迎风角度不随风速而变化;依靠桨叶的气动特性自动失速,即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定;2 变桨距调节：风速低于额定风速时,保证叶片在最佳攻角状态,以获得最大风能；当风速超过额定风速后,变桨系统减小叶片攻角,保证输出功率在额定范围内;3 主动失速调节：风速低于额定风速时,控制系统根据风速分几级控制,控制精度低于变桨距控制；当风速超过额定风速后,变桨系统通过增加叶片攻角,使叶片“失速”,限制风轮吸收功率增加4 独立变桨控制风力机：由于叶片尺寸较大,每个叶片有十几吨甚至几十吨,叶片运行在不同的位置,受力状况也是不同的故叶片中立对风轮力矩的影响也是不可忽略的;通过对三个叶片进行独立的控制,可以大大减小风力机叶片负载的波动及转矩的波动,进而减小传动机构与齿轮箱的疲劳度,减小塔架的震动,输出功率基本恒定在额定功率附近;4,按机械形式分类:按照风机组机构中是否包括齿轮箱,可分为有齿轮箱的风力机,无齿轮的风力机和混合驱动型风力机;（1）带齿轮箱的风力发电机：由于叶尖速度的限制,风轮旋转速度一般较慢;风轮直径在100m以上时,风轮转速在15r/min或更低;为了使发电机的体积变小,就必须是发电机输入转速更高,这时就必须使用变速箱体搞转速使得发动机输入转速在1500/min或者3000/min这样,发电机体积就可以设计的尽可能小;（2）无齿轮箱发电机：将叶轮和发电机直接连接在一起结构的风力发电机成为无齿轮箱使风力发电机;这种发电机由于没有齿轮箱,所以结构简单,制造方便,维护方便故无齿轮箱的风力发电机将来有可能发展与海上风力发电机上使用;（3）混合驱动型风力发电机：混合驱动型风力发电机采用一级齿轮进行传动,齿轮箱结构简单效率高;由于增加了点击转速点击尺寸和重量比一般的直趋机组的电机尺寸小,重量也比较轻;所以这种风力发电机具有直趋风力发电机的特点也有体积小,重量轻的有点,逐渐成为3GW以上的大型风机组设计开发的一种趋势5,根据风力发电机组的发电机类型分类,可分为异步型风力发电机和同步型风力发电机;1 异步发电机按其转子结构不同又可分为：a笼型异步发电机――转子为笼型;由于结构简单可靠、廉价、易于接入电网,而在小、中型机组中得到大量的使用；b 绕线式双馈异步发电机――转子为线绕型;定子与电网直接连接输送电能,同时绕线式转子也经过变频器控制向电网输送有功或无功功率;2 同步发电机型按其产生旋转磁场的磁极的类型又可分为：a 电励磁同步发电机――转子为线绕凸极式磁极,由外接直流电流激磁来产生磁场;b 永磁同步发电机――转子为铁氧体材料制造的永磁体磁极,通常为低速多极式,不用外界激磁,简化了发电机结构,因而具有多种优势;6,主轴,齿轮箱和发电机相对位置可分为紧凑型和长轴布置型;（1）紧凑型风力发电机的风轮直接与齿轮箱低速轴相连,齿轮高速轴输出端通过弹性联轴节与发电机连接,发电机与齿轮箱外壳连接;这种结构齿轮箱使专门设计的,由于结构紧凑,可以节省材料和相对的费用;作用在风轮和发电机上的力都是通过齿轮箱外壳体传递到主框架上的;紧凑型风力发电机的结构主轴与发电机轴在同一平面内,在齿轮箱损坏是,需要将风轮,齿轮箱,发电机一块拆下来进行修理,比较麻烦;（2）长轴布置型风力发电机：通过固定在机舱主框架的主轴,与齿轮箱低速轴连接;长轴布置型风力发电机的主轴是单独的,有单独的轴承支撑;这种结构的优点是风轮没有直接作用在齿轮箱的低速轴上,齿轮箱可以采用标准结构,减小齿轮箱低速轴收到的复杂力矩,降低了费用,减少了齿轮箱受损的可能性;7,按照发电机的转速及并网方式可以将发电机分为定速风机和变速风机;（3）定速型风力发电机：定速风力机一般采用时速控制的桨叶控制方式,使用直接与电网相连的异步感应电动机,由于风能的随机性,驱动异步发电机的风力机低于额定运行的时间占全年运行时间的60%~70%;为了充分利用低风速的风能,增加发电量,广泛应用双速异步发电机,设计成4级和6级绕组;在低速运转时,双速异步发电机的效率比氮素异步发电机搞,滑差损耗小,当风力发电机组在低风速运行时,不仅桨叶具备有较高的启动效率,发电机效率也能保持在较高的水平;（4）变速风力机：变速风力机一般配备变桨距功率调节方式;风力机必须有一套控制系统来调节,限制转速和功率;调速与功率调节装置的首要任务是使风力机在大风,运行发生故障和过载荷是得到保护：其次,使风电机组能够在启动时顺利切入运行,电能质量符合公共电网要求;8,按照塔架的不同可分为塔筒式风力机和桁架式风力机;（1）塔架式风力发电机：国内及国外绝大多数风力发电机组采用塔筒式结构,这种结构的优点是刚性好,冬季人员登塔安全,连接部分的螺栓与桁架塔相比要少得多,维护工作两少,便于安装和调节;（2）桁架式风力机：桁架式采用类似电力塔的结构形式;这种结构风阻小,便于运输;但组装复杂,需要每年对他家的螺栓进行紧固,工作量很大,而且冬季爬塔架的条件恶劣;在我国,这种结构的机型更适合南方海岛使用,特别是阵风达,风向不稳定的风场,桁架塔更能吸收手机组运行时产生的扭矩和震动;。

风力发电机组

风力发电机1）、设备概述：简介：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。

依据目前的风力发电机技术，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。

2）、设备分类：分类：风力发电机组的分类一般有3种。

（1）按风轮轴的安装型式：水平轴风力发电机组垂直轴风力发电机组（2）按叶片的数目：单片式、双片式、三片式、多片式。

（3）按风力发电机的功率：微型（额定功率50～1000W）小型（额定功率1.0～10kW）中型（额定功率10～100kW）大型（额定功率大于100kW）（4）按运行方式：独立运行、并网运行。

风力机又称为风轮，主要有水平轴风力机和垂直轴风力机。

（1）水平轴风机：a.荷兰式b .农庄式c.自行车式d.桨叶式a)c)b)d)（2）垂直轴风力机：a)b)c)a.萨窝纽斯式b.达里厄式c.旋翼式（3）、设备结构：风机的主要结构叶轮是由叶片和轮毂组成，其功能是将风能转换为机械能。

其中，叶片是风力机的关键部件之一，其主要作用是将风能转化为机械能，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证风力机正常稳定运行的决定因素。

传动系统一般包括低速轴、高速轴、增速齿轮箱、联轴节和制动器等。

齿轮箱是将风力机轴上的低速旋转输入转变为高速旋转输出，以便与发电机运转所需要的转速相匹配。

偏航系统的功能是跟踪风向变化，驱动机舱围绕塔架中心线旋转，使风轮扫掠面与风向保持垂直。

控制系统是风力机在各种自然条件与工况下正常运行的保障，包括调速、调向和安全控制。

发电机是将风轮的机械能转换为电能。

机舱由底盘和机舱罩组成，底盘上安装除了控制器以外的主要部件。

塔架支撑叶轮达到所需要的高度，它除了要承受风力机的重力外，还要承受吹向风力机和塔架的风压，以及风力机运行的动载荷。

风力发电机组中，水平轴式风力发电机组是目前技术最成熟、产量最大的形式，达98%以上；垂直轴风力发电机组因其效率低、需起动设备等技术原因应用较少，因此下面主要介绍水平轴风力发电机组的结构。

风力发电的种类

风力发电的种类一、定桨距型风力发电这种风力机的特点桨叶和轮毂的位置不会发生变化，已经被固定了起来，而且它的桨距角也不会发生改变，也就是说即使你空气流速发生变化，叶片迎着风的那个角度不会发生任何的改变。

由于叶片的设计相当的特别，它可以根据自身独特的气动特性使得叶轮的转速固定。

如果风速过高，大于了风轮转动的额定值，依靠自动失速的特性，功率被控制在额定数值左右，风机就不会由于风速过大导致过载现象的发生，这种风力机又叫做失速式风机。

该风机由以下部件组成：1.塔架；2.轮毂；3.主轴；4.变速箱；5.发电机；6.偏航系统；7.液压系统；8.电气控制。

该种电机属于异步笼式机，这种电机的特点就是，利用双绕组发电机，在风速变换的情况下，控制系统可以实时切换大/小电机，以适应风速的要求，提高了发电机的输出效率。

特殊情况下，风力机突然间没电了，为防止这一情况的发生，在安装的时候就该叶片上安装叶尖扰流装置。

这个装置的作用是，可在停电时叶尖扰流器开始动作并且自旋转90度角，形成一个阻尼挡板，进行紧急刹车，另两种装置可以和扰流器相互配合，从而保证了机组可以可靠地制动。

这种风机的缺点就是在风力机并网后，它要从电网中吸取大量的无功功率用来进行励磁作用，这就导致了它的功率因素偏低，为了解决这一问题，适量配置相当的移相电容器来补偿它。

二、变速恒频型风力发电这种技术有很多优点，因此被人们所喜爱。

在大型的风电机组中，这种技术的身影日益增多。

20世纪90年代伊始，海外开始着手建造的大型的风电机组，所使用的核心技术就是变速恒频技术，尤其在MW级以上的系统中被广泛的应用。

该系统的形势有很多种，例如：交直交、交流励磁、无刷双馈等等系统形式。

上述的这些系统中，部分采用的是把原来的构造进行相应的改变来实现变速恒频，另一部分则是把电力电子技术和发电机相互融合来实现的，它们各有各的特点，各有各的优势。

三、变桨距变速型风力发电通过轴承把叶片和轮毂链接在一块，是该风机的最大特点。

风力发电机的种类

风力发电机的种类尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。

水平轴风力发电机水平轴风力发电机可分为升力型和阻力型两类。

升力型风力发电机旋转速度快，阻力型旋转速度慢。

对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。

大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。

对于小型风力发电机，这种对风装置采用尾舵，而对于大型的风力发电机，则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。

风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机，风轮在塔架后面的则成为下风向风机。

水平轴风力发电机的式样很多，有的具有反转叶片的风轮，有的再一个塔架上安装多个风轮，以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本，还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡，集中气流，增加气流速度。

垂直轴风力发电机垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。

利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和被子做成的风轮，这是一种纯阻力装置； S 型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。

这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。

达里厄式风轮是法国 G.J.M 达里厄于 19 世纪 30 年代发明的。

在 20 世纪 70 年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。

达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。

现在有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，型， Y 型和 H 型等。

这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。

双馈型发电机随着电力电子技术的发展，双馈型感应发电机（ Double-Fed Induction Generator ）在风能发电中的应用越来越广。