小型风力发电机详细
100w小型垂直风力发电机参数
100w小型垂直风力发电机参数100w小型垂直风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备。
它的参数包括额定功率为100瓦特、垂直轴、小型化设计等特点。
本文将从设计原理、结构特点、优点和应用领域等方面介绍100w小型垂直风力发电机。
一、设计原理100w小型垂直风力发电机采用垂直轴设计，其工作原理是利用风的动力将风能转化为机械能，再经过发电机转化为电能。
垂直轴设计使得发电机可以在风向变化较大的情况下仍能高效工作，提高了发电效率。
二、结构特点1. 叶轮设计：100w小型垂直风力发电机的叶轮采用了特殊的气动轮廓设计，利用空气动力学原理使得风能能够更充分地转化为机械能。
2. 发电机设计：该发电机采用高效的永磁同步发电机，具有高效率、低噪音和稳定性好等优点。
3. 控制系统：垂直风力发电机配备了先进的控制系统，可以实现风向自适应、风速自适应等功能，提高了发电机的整体性能。
三、优点1. 小型化设计：100w小型垂直风力发电机体积小巧，重量轻，便于安装和维护。
适用于各种场地，如居民楼顶、工业园区等。
2. 高效能转化：该发电机采用了先进的设计和材料，能够更高效地将风能转化为电能，提高了发电效率。
3. 低噪音：垂直风力发电机采用了低噪音设计，减少了对周围环境和人的影响，适用于城市和居民区等噪音敏感场所。
四、应用领域1. 居民用途：100w小型垂直风力发电机适用于居民楼顶、农村地区等，可以为家庭供电，满足一部分日常用电需求。
2. 农业用途：发电机可以用于农村地区的灌溉系统、农机设备等，为农民提供电力支持。
3. 工业用途：垂直风力发电机可以应用于工业园区、建筑工地等场所，为设备供电，减少对传统电网的依赖。
总结：100w小型垂直风力发电机是一种高效、小型化的风能利用设备。
其采用垂直轴设计，具有高效能转化、低噪音等优点。
适用于各种应用场所，如居民用途、农业用途和工业用途等。
随着对可再生能源需求的增加，100w小型垂直风力发电机将在未来得到更广泛的应用。
小型风力发电机的工作原理
小型风力发电机的工作原理小型风力发电机是一种利用风能转换成电能的装置，其工作原理是基于科学原理——法拉第电磁感应定律。
法拉第电磁感应定律指出，当磁通量发生变化时，会在传导体中产生电场，从而形成感应电流。
小型风力发电机的转子通过风力带动转动，引起磁通量的变化，从而在定子中产生感应电流。
该感应电流通过变压器升压后输出，成为可用的电能。
具体而言，小型风力发电机由转子、定子、齿轮箱、电机控制器和塔架等组成。
风能驱动转子旋转，转子上的磁体随之转动。
转子内置的轴承和铜线旋转过程中，与定子之间产生磁感应作用，使定子上的线圈产生电流。
转子上的磁铁的数量、排列方式和磁铁的强度、形状等因素均对小型风力发电机产生影响。
一般而言，转子上的磁铁数量越多、磁铁强度越高，小型风力发电机的输出电压越高；磁铁排列方式可以采用不同的铁氧体材料，常见的包括NdFeB、SmCo等材料。
在工作时，小型风力发电机通常需要一定的风速才能启动，也就是所谓的起动风速。
此后，小型风力发电机可以在低风速下稳定工作，维持输出电压和输出功率的稳定性。
小型风力发电机在发电的同时，在某些特定条件下也会产生噪声和振动。
因此，在安装、维护和使用小型风力发电机时，都需要遵循相关的安全规范和操作指导，确保其优质、有效地工作，并在保障生产和生活用电的同时，给予环境的充分保护。
总之，小型风力发电机是一种将风能转换为电力的清洁能源装置，其工作原理基于法拉第电磁感应定律，依靠转子的转动和磁铁的产生作用，实现风能的高效利用。
随着科技的发展和技术的创新，小型风力发电机将会逐渐被广泛地应用于家庭用电、社区微网和城市绿色化等众多领域，为人类的环境保护和可持续发展作出更加积极的贡献。
小型风力发电机的原理图
小型风力发电机的原理图
以下是小型风力发电机的原理图：
图片描述：一个垂直放置的小型风力发电机，由下到上依次由以下部分组成：
1. 基座：用于支撑发电机的结构。
2. 垂直轴：一根垂直放置的杆，用于固定转子和叶片组件。
3. 转子：位于垂直轴上方，由固定在轴上的转子叶片组成，用于转动发电机。
4. 发电机：位于转子上方，由电磁线圈和磁铁组成，利用转子旋转时产生的磁场变化来产生电能。
5. 小型电容器：位于发电机的一侧，用于储存发电机产生的电能。
6. 输出线路：连接电容器和外部电路，用于将储存的电能输出。
7. 控制装置：连接于发电机和输出线路之间，用于检测和控制发电机的运行状态。
8. 塔筒：位于基座顶部，用于支撑整个装置，并提供便于转子旋转的轴心支撑。
9. 安全装置：位于塔筒和垂直轴之间，用于保持转子叶片在适当的风速下旋转，并限制其在过大风力下的转速。
小型风力发电机总体结构的设计
小型风力发电机总体结构的设计首先，塔架结构是小型风力发电机的基础支撑结构，主要作用是稳定风轮的位置和方向。
塔架通常由金属或钢筋混凝土制成，高度一般在10米至30米之间。
在设计时，需要考虑到塔架的强度、稳定性和耐久性，以及便于安装和维护。
其次，风轮（葉片）设计是小型风力发电机的核心部分，负责接受风能并驱动发电机发电。
风轮通常由数个叶片组成，常见的材料有玻璃纤维、碳纤维等。
在设计时，需要考虑到叶片的形状、长度和材料的选择，以提高风轮的效率和稳定性。
风轮的设计应考虑到叶片的形态优化，以降低风阻和噪音，提高风能的利用率。
通常采用的形状有直接扇形、折叠扇形、三角扇形等，可以通过风洞实验和仿真计算来确定最佳形状。
此外，风轮还需要考虑叶片的长度和数量，以适应不同风速和功率要求。
第三，发电机是将风能转换为电能的关键设备。
通常采用的是永磁同步发电机，可以有效提高发电效率。
永磁同步发电机结构简单、效率高、体积小、重量轻，是小型风力发电机中较为常用的一种类型。
同时，发电机还需要配备适当的传感器和电器设备，以确保风能可以稳定地转换为电能，并兼容与电网或电池的连接。
最后，控制系统是小型风力发电机的重要组成部分，主要用于监测风速、机组运行状况、电压输出等，并根据实时情况对发电机进行调节。
控制系统通常包括风速传感器、转速传感器、电流传感器、电压传感器、电池管理系统等。
这些传感器和电器设备可以与发电机和电网进行连接，实现风力发电机的自动化控制和监测。
总之，小型风力发电机的总体结构设计需要考虑到塔架结构、风轮（葉片）设计、发电机和控制系统。
这些设计要素的合理搭配和优化可以提高风力发电机的效率、稳定性和可靠性，为户外和偏远地区提供可持续的电力供应。
小型风力发电机原理
小型风力发电机原理小型风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备，可以用于供电照明、充电等小功率电器。
其工作原理是基于风力转动发电机的转子，通过风的能量将其转动，进而产生电能。
一、结构组成小型风力发电机的结构组成主要包括风轮、主轴、发电机、变速器、塔架和电控系统等。
风轮是风力发电机的核心部件，其叶片通过风力的作用转动，从而带动主轴转动。
不同型号的风力发电机采用不同种类的叶片，如三叶片、多片叶片等。
主轴负责将风轮的运动传递给发电机，使其转动。
同时，在主轴上还设置了插槽，用于安装叶片。
主轴的材质通常选择钢材或铝材。
发电机是将风能转化为电能的核心部件，通常是采用交流发电机或直流发电机。
交流发电机通过转子转动产生交流电能，而直流发电机则产生直流电能。
变速器主要用于将风轮的转速转变为适合发电机工作的转速。
通常，风轮叶片的转动速度较高，而发电机需要较低的转速进行工作，因此需要通过变速器将转速进行调整，以提高发电效率。
塔架是用于安装整个小型风力发电机的支撑结构，通常采用钢材或铝材制成。
塔架的高度可以根据实际需要进行调整，以便于更好地获取到高空风能。
电控系统用于监控和控制整个小型风力发电机的运行状态，包括风速、转速、电压等参数的检测和调节。
电控系统还负责将发电机产生的电能进行整流和逆变处理，以供电给用户使用。
二、工作原理小型风力发电机的工作原理是基于风能转化为机械能，再经由发电机转化为电能。
当风吹过风轮叶片时，叶片受到风力的作用而转动。
这是因为叶片的造型使得风力在其表面产生了不对称的压力分布，进而形成了一个在切向上有速度差的飞行对象。
根据伯努利定律，风力推动叶片旋转。
风轮通过主轴将其运动传递给发电机。
主轴将风轮的旋转运动转化为发电机所需的转速。
发电机是将机械能转化为电能的设备，其工作原理是基于电磁感应现象。
当发电机的转子转动时，磁场变化导致线圈中的电流产生，从而产生电能。
小型风力发电机通常使用交流发电机或直流发电机。
独立式小型风力发电机及其控制器的研究
二、研究现状
近年来，针对小型永磁风力发电机性能测试技术的研究已经取得了一定的进 展。然而，现有的测试方法大多基于传统风力发电机性能测试技术，未能充分考 虑永磁风力发电机的特性和需求。此外，这些方法往往操作复杂，精度不高，难 以满足实际应用的需求。因此，开发适用于小型永磁风力发电机的性能测试技术 势在必行。
六、结论
本次演示对小型永磁风力发电机性能测试技术进行了深入研究，提出了一种 基于磁势能和风能测量的测试技术方案。实验验证表明，该技术方案具有高精度、 简便快速、稳定性好等优势，具有广泛的应用前景。未来，随着新能源技术的不 断发展，小型永磁风力发电机性能测试技术将在风能领域发挥越来越重要的作用， 推动可再生能源的可持续发展。
2、反馈系统：反馈系统是控制器的重要组成部分，它通过实时监测发电机 的运行状态，为控制器提供必要的信息，以便做出相应的调整。反馈系统通常包 括风速传感器、发电机速度传感器、电力输出传感器等。
3、电力储存和管理：对于独立式小型风力发电机来说，电力储存和管理也 是控制器的重要职责之一。控制器需要确保在风速低或者无风的情况下，电力能 够得到有效的储存和管理，以确保持续供电。
谢谢观看
2、产业规模：我国的小风电机产业规模也在不断扩大。据统计，我国的小 风电机市场规模在过去几年中增长迅速，成为全球最大的小风电机市场之一。
3、政策支持：我国政府对小风电机的发展给予了大力支持。各级政府出台 了一系列优惠政策，如补贴、税收优惠等，以推动小风电机产业的发展。
三、发展趋势
1、技术创新：未来，我国小风电机产业将继续加大技术创新的力度，以提 高产品的性能和竞争力。例如，通过采用新材料、新工艺等，使得小风电机在重 量、体积和噪音等方面都能得到优化。
参考内容
小型风力发电机参数
小型风力发电机参数
小型风力发电机是一种可以利用风能进行发电的装置，可以广泛应用于家庭、农村及远离电网的地区。
其参数如下：
1. 风轮直径：通常为1-3米不等，直径越大，生成的功率也越大。
2. 额定功率：通常为几百瓦到几千瓦不等，具体视风轮直径、
切入风速和发电机效率等因素而定。
3. 切入风速：小型风力发电机启动所需的最小风速，通常为3-5米/秒。
4. 额定风速：风力发电机达到额定功率所需的风速，通常为
10-15米/秒。
5. 小风速发电能力：在低于额定风速时，风力发电机能够产生
的最大功率。
6. 风机转速：小型风力发电机的转速通常在100-500转/分钟之间。
7. 发电机类型：小型风力发电机通常采用异步发电机或永磁同
步发电机等。
8. 控制器类型：风力发电机通常需要安装电子控制器，以保证
发电系统的稳定性和安全性。
通过合理的参数选择和优化，小型风力发电机可以成为一种可靠、环保、经济的电力来源。
- 1 -。
15KW风力发电机基本参数
15KW风力发电机基本参数1. 引言随着环境保护意识的增强和对可再生能源的需求不断增加，风力发电逐渐成为人们关注的焦点之一。
15千瓦（15KW）风力发电机作为中小型风力发电装置，具备一定的发电能力，成本较低，适合在农村地区或偏远地区广泛应用。
本文将对15KW风力发电机的基本参数进行介绍。
2. 额定功率额定功率是指风力发电机在运行时可持续输出的功率。
对于15KW风力发电机，其额定功率为15千瓦。
这意味着在标准风速条件下，风力发电机可以持续输出15千瓦的电力。
3. 风轮直径风力发电机的风轮直径是影响其发电能力的关键因素之一。
对于15KW风力发电机来说，其风轮直径通常在8米至15米之间。
较大的风轮直径可以获得更大的扫风面积，从而捕捉到更多风能，提高发电效率。
4. 额定风速额定风速是风力发电机能够正常运行和输出额定功率的最佳风速范围。
对于15KW风力发电机来说，其额定风速通常在8米/秒至13米/秒之间。
在这个风速范围内，风力发电机可以以最佳的效果进行发电。
5. 切入风速和切出风速切入风速是指风力发电机开始发电的最低风速，切出风速是指风力发电机停止发电的最低风速。
对于15KW风力发电机，其切入风速通常在3米/秒至4米/秒之间，切出风速通常在20米/秒至25米/秒之间。
6. 风力发电机高度风力发电机的高度也是影响其发电能力的因素之一。
对于15KW风力发电机来说，其高度通常在15米至30米之间。
较高的风力发电机可以获得更强的风能资源，提高发电效率。
7. 风力发电机转速风力发电机转速是指风轮旋转的速度。
对于15KW风力发电机来说，其转速通常在200转/分钟至400转/分钟之间。
转速过高或过低都会影响风力发电机的发电效率。
8. 风力发电机发电方式15KW风力发电机通常采用异步发电机来进行发电。
这种方式具备成本低、可靠性高等优点，适合用于中小型风力发电装置。
9. 风力发电机控制系统风力发电机控制系统是风力发电机的关键部分，用于对发电机进行监控和控制。
小型风力发电机毕业设计
小型风力发电机毕业设计小型风力发电机毕业设计一、引言随着人们对可再生能源的需求日益增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，越来越受到关注。
在这个背景下，设计一台小型风力发电机成为了我毕业设计的主题。
本文将介绍我设计的小型风力发电机的原理、结构和性能优化。
二、原理小型风力发电机的工作原理与大型风力发电机基本相同。
它们都利用了风的动能来驱动风轮旋转，进而带动发电机产生电能。
在小型风力发电机中，风轮通常由数个叶片组成，这些叶片的角度和形状会影响风轮的转动效率。
当风吹过风轮时，叶片会受到气流的冲击，产生扭矩，进而使风轮旋转。
旋转的风轮通过传动装置将动能转化为电能。
三、结构小型风力发电机的结构相对简单，主要包括风轮、传动装置和发电机三个部分。
1. 风轮：风轮是小型风力发电机的核心部件，它负责接受风的作用力并转化为机械能。
风轮通常采用三叶片结构，因为这种结构在风力作用下旋转效率较高。
另外，风轮的材料也需要轻量、坚固和耐腐蚀。
2. 传动装置：传动装置将风轮旋转的机械能转化为发电机所需的转速和扭矩。
传动装置通常由齿轮或链条组成，它们能够将风轮的低速旋转转换为发电机所需的高速旋转。
3. 发电机：发电机是小型风力发电机的核心组件，它将机械能转化为电能。
发电机通常采用交流发电机或直流发电机，其中交流发电机的结构相对简单，直流发电机的效率相对较高。
四、性能优化为了提高小型风力发电机的性能，我在设计中采取了以下优化措施。
1. 叶片设计：通过优化叶片的角度和形状，可以提高风轮的转动效率。
我使用了计算流体力学模拟软件对不同叶片设计进行了模拟和分析，最终确定了最佳的叶片结构。
2. 传动装置优化：通过选择合适的传动装置，可以提高传动效率，减少能量损失。
我进行了多次实验和计算，最终选择了一种高效的传动装置。
3. 发电机选择：根据小型风力发电机的需求，我选择了一种高效、稳定的发电机。
这种发电机具有较高的转换效率和较低的能量损耗。
小型风力发电机型号数据汇总
小型风力发电机型号数据汇总1.型号A该型号风力发电机采用三叶片设计，叶片由玻璃纤维增强塑料制成，具有很好的抗风性能。
发电机由永磁同步发电机构成，转化效率高，小风速启动能力强。
整个系统由塔架、控制器和逆变器组成，可直接供电给家庭、农田灌溉和其他小型设备。
2.型号B与型号A相比，型号B的风力发电机采用五叶片设计，叶片长度更长。
这种设计可以在较低的风速下产生更大的转速和扭矩，提高发电效率。
发电机采用永磁直驱技术，减少传动部件，降低了噪音和维护成本。
适合用于农村地区稳定供电需求。
3.型号C型号C的小型风力发电机采用垂直轴设计，与传统的水平轴设计不同，垂直轴机组具有良好的自适应性能，能够适应多种风向和风速条件。
该型号风力发电机具有紧凑的结构，便于安装和维护。
适用于城市建筑物、工厂和公共设施等场所的小型风能利用。
4.型号D型号D的风力发电机采用可变叶片角度设计，可以根据风速的变化自动调整叶片角度，以获得最佳的发电效率。
发电机采用独特的磁阻转子结构，提高了转化效率和启动性能。
同时，该型号风力发电机还具有过载保护和剧烈风暴的自动刹车功能，保证了发电系统的安全性。
5.型号E型号E的小型风力发电机是一种便携式设计，可以方便地携带和安装。
发电机采用多级增益技术，使得在低风速条件下也能够有效产生电能。
整个系统由风轮、控制器和储能装置组成，可以提供给移动设备如露营车、帐篷等使用。
以上是几种常见的小型风力发电机型号，每种型号都有其独特的设计和应用场景。
无论是在农村地区的基础设施建设，还是在城市建筑的环境友好型项目中，小型风力发电机都可以作为一种可靠的可再生能源解决方案。
小型风力发电机性能测试与分析
小型风力发电机性能测试与分析随着人们对清洁能源的需求不断增加，小型风力发电机作为一种新兴的清洁能源发电方式，受到了越来越多的关注。
然而，在实际使用过程中，不同型号风力发电机的性能表现存在较大差异，因此进行一定的性能测试与分析，对于风力发电机的选型和使用具有重要的意义。
一、风力发电机的性能参数在对风力发电机的性能进行测试前，需要先了解一些关键性能参数，包括：1. 风轮直径：直接决定风力发电机的叶片转动面积，对于一定类型的风速，风轮直径越大，产生的风能就越多。
2. 额定功率：指风力发电机在额定风速下可以正常输出的功率。
常见的小型风力发电机额定功率在500W-10kW之间。
3. 切入风速：指风速达到一定程度后，风力发电机才开始转动。
具体数值一般在3-5米/秒之间。
4. 切出风速：指风速降到一定程度后，风力发电机停止转动。
具体数值一般在25-30米/秒之间。
5. 发电效率：指风力发电机通过将风能转换为电能的效率。
常见小型风力发电机的发电效率在20%-30%之间。
二、风力发电机的性能测试1. 风速测试风速是风力发电机正常运行的前提条件，因此对风速进行测试非常重要。
常用的测试方法是使用风速检测仪，将检测仪置于距离地面高度为3-5倍风轮直径的位置，并检测一定时间内的平均风速。
2. 发电量测试发电量是衡量风力发电机性能的重要指标。
常用的测试方法是将风力发电机接入测量仪器，记录10-15分钟的发电数据，并计算平均值。
3. 噪音测试噪音对于使用风力发电机的周边环境影响较大，因此对风力发电机的噪音进行测试也是非常必要的。
常用测试方法是使用声级计测量风力发电机产生的噪音水平。
三、风力发电机的性能分析1. 发电效率分析通过对发电效率的测试，可以初步了解风力发电机的性能表现。
发电效率低可能是风力发电机所处的地理环境等原因导致，也可能是风力发电机本身存在问题。
在分析发电效率低的原因时，需要仔细观察风力发电机的整体结构，以及叶片材质等因素。
小型风力发电机的原理
小型风力发电机的原理风力发电作为一种可再生能源，越来越受到人们的关注和重视。
小型风力发电机作为风能利用的一种主要方式，具有规模小、适应性强等优势。
本文将介绍小型风力发电机的原理及其工作过程。
一、小型风力发电机采用的原理与大型风力发电机相似，都是利用风能将机械能转化为电能。
具体而言，小型风力发电机包括风轮、主轴、发电机和控制装置等组成部分。
1. 风轮：风轮是小型风力发电机的核心部件，其主要作用是接受风力的作用，将动能转化为机械能。
风轮通常由数个或数十个叶片组成，材质一般采用耐磨、抗腐蚀的材料，例如玻璃纤维强化塑料。
2. 主轴：主轴是连接风轮和发电机的组件，主要用于传递风轮产生的机械能。
主轴一般采用高强度、耐磨的材料，如钢材或碳纤维材料。
3. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的设备。
小型风力发电机常用的发电机有直流发电机和交流发电机两种，其工作原理也有所不同。
直流发电机通过旋转磁场感应导致电磁感应，产生电流；交流发电机则是通过转子和定子的相互感应产生感应电动势，进而产生交流电流。
4. 控制装置：控制装置用于监测和控制风力发电机的运行状态，确保其工作在最佳状态下。
控制装置通常包括风向传感器、风速传感器、发电机控制器等，可以根据实时的风速和风向信息对发电机进行调节。
二、小型风力发电机的工作过程小型风力发电机的工作过程主要分为风轮叶片受力、主轴转动、发电机发电和电能输出四个步骤。
1. 风轮叶片受力：当风力作用于风轮叶片时，叶片会受到来自风力的压力差，产生动力推动叶片旋转。
2. 主轴转动：通过风轮叶片的推动，主轴开始转动。
主轴转动的速度与风力的强度和方向相关。
3. 发电机发电：随着主轴的转动，发电机也开始工作。
发电机依靠旋转产生的磁场感应，将机械能转化为电能。
4. 电能输出：发电机产生的电能经过控制装置的监测和调节，输出给外部电网或用于供电设备。
同时，控制装置还可以对风力发电机的工作状态进行监测和管理。
小型风力发电机的工作过程简单、高效，可以有效利用风能进行发电，为地区提供清洁可再生的电力资源。
小型风力发电机的基本结构和特性
小型风力发电机的基本结构和特性小型风力发电机知识小型风力发电机的基本结构和特性目前，我国推广应用最多的小型风力发电机，其机型是水平轴高速螺旋桨式风力发电机，因此，我们将重点介绍它的基本结构和特性。
水平轴高速螺旋桨式风力发电机大致由以下几个部分组成：风轮、发电机、回转体、调速机构、调向机构（尾翼）、刹车机构、塔架。
其基本构造原理如图4-3 所示。
1. 风轮水平轴风力发电机的风轮是由1-4个叶片（大部分为2~3个叶片）和轮毂组成。
其功能是将风能转换为机械能，它是风力发电机从风中吸收能量的部件。
叶片的结构一般有6种形式，如图4-4所示。
（1）实心木制叶片。
这种叶片是用优质木材，精心加工而成，其表面可以包上一层玻璃纤维或其他复合材料，以防雨水和尘土对木材的侵蚀，同时可以改善叶片的性能。
有些大、中型风力机使用木制叶片时，不像小型风力机上用的叶片由整块木料制作，而是用很多纵向木条胶接在一起（图4-4a）。
（2）有些木制叶片的翼型后缘部分填充质地很轻的泡沫塑料，表面再包以玻璃纤维形成整体（图4-4b）。
采用泡沫塑料的优点不仅可以减轻重量，而且能使翼型重心前移（重心前移至靠前缘1/4 弦长处最佳），这样可以减少叶片转动时所产生的不良振动。
对于大、中型风力机叶片尤为重要。
（3）为了减轻叶片重量，有的叶片用一根金属管作为受力梁，以蜂窝结构，泡沫塑料、轻木或其他材料作中间填充物，在其外面包上一层玻璃纤维（图4-4c）。
（4）为了降低成本，有些中型风力机的叶片采用金属挤压件，或者利用玻璃纤维或环氧树脂抽压成型（图4-4d），但整个叶片无法挤压成渐缩形状，即宽度、厚度等不能变化，难以达到高效率。
（5）有些小型风力机为了达到更经济的效果，叶片用管梁和具有气动外型的玻璃纤维蒙皮做成。
玻璃纤维蒙皮较厚，具有一定强度，同时，在玻璃纤维蒙皮内可粘结一些泡沫材料的肋条（图4-4e）。
（6）叶片用管梁、金属肋条和蒙皮做成。
金属蒙皮做成气动外型，用铆钉和环氧树脂将蒙皮、肋条和管梁粘结在一起（图4-4f）。
小型风力发电机原理
小型风力发电机原理
小型风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备，它可以在无需外部能源输入的情况下，通过自身的风轮转动来产生电力。
其工作原理主要包括风能转换、机械传动和电能输出三个部分。
首先，风力发电机的工作原理是基于风能转换的。
当风力发电机受到风的作用时，风能会使风轮旋转。
风轮是风力发电机的核心部件，它的旋转速度和叶片的设计都会影响到风力发电机的发电效率。
风轮的旋转会带动发电机内部的发电装置转动，从而将机械能转化为电能。
其次，机械传动是风力发电机工作原理的重要环节。
风轮的旋转通过传动装置（通常是齿轮或传动带）将机械能传递给发电机内部的发电装置，这样就可以实现机械能向电能的转换。
传动装置的设计和质量直接影响到风力发电机的传动效率和稳定性，因此在风力发电机的设计和制造过程中，传动装置的选择和优化是非常重要的。
最后，电能输出是风力发电机工作原理的最终目标。
通过风力发电机内部的发电装置，机械能被转化为电能，并输出到外部电网
或储能设备中。
风力发电机的发电装置通常是由发电机和控制器组成，发电机负责将机械能转化为电能，控制器则负责监测和调节发电机的工作状态，保证电能输出的稳定性和安全性。
综上所述，小型风力发电机的工作原理主要包括风能转换、机械传动和电能输出三个部分。
通过风轮的旋转，机械能被转化为电能，并最终输出到外部电网或储能设备中。
风力发电机的设计和制造需要充分考虑这三个部分的协调和优化，以提高发电效率和稳定性，为清洁能源的发展做出贡献。
04第四讲小型风力发电机组成-风电-2012
蓄电池的容量用安时（Ah）表示。蓄电池 的电压随着放电逐渐下降，并且在放电后 期电压大幅度下降，所以铅酸蓄电池的电 压在1.4-1.8伏的范围内必须停止使用。
50
蓄电池能够多次反复使用，但经过若干次 放电周期后，蓄电池的容量老化到标准值 的80%以下时，便不能继续使用。铅酸蓄电 池的使用寿命为1-20年左右。
30
发电机多为低转速永磁同步电机，永 磁材料选用稀土材料，使发电机的效 率达到0.75以上。
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
对风装置
图12是一些典型对风装置。采用方法 主要有（a）用尾翼控制对风；（b） 在风力机两侧装有控制方向的小型舵 轮；（c）用专门设计的风向传感器和 伺服电机相结合，多用于大型风力机。
26
切向式结构是把磁钢镶嵌在转子磁极中间， 磁钢与磁极固定在隔磁衬套上。磁极由导 磁性能良好的铁磁材料(如软铁等)制成，衬 套由非磁性材料制成(如铝、工程塑料等)， 用以隔断磁极、磁钢与转子的磁通路，减 小漏磁。
27
切向式结构是一对磁极的两块磁钢并联，由两块 磁钢向一个气隙提供磁通，这样发电机的气隙磁 密度高，制造出的发电机体积小。切向磁场型式 的转子整体结构比较复杂，除机械加工量比较大 外，它的拼装必须用专用设备，尤其将磁钢镶嵌 到磁极中间要有专用工具。转子拼装好后，在转 子端部将磁钢固定好，以免造成转子(对定子)的 扫膛现象，甚至卡死，发电机烧坏现象。
9
20世纪90年代末，风电机组单机容量不断增 加，叶片长度不断增加，为保证机组的寿 命及安全，要求叶片具有质量轻、强度高 的特点。开始采用碳纤维复合材料(Carbon Fiber)，用该材料制成的叶片具有强度高的 特点，是普通玻璃钢复合材料叶片强度的 两至三倍，所以碳纤维复合材料逐渐应用 到超大型风机叶片中。但是碳纤维复合材 料价格昂贵，用于叶片生产成本太高，所 以影响了它在风力发电领域的应用。
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之袁州冬雪创作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先容它的各主要组成部件及其工作情况.图3-3-4和3力发电机的布局示意图.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—节制图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记.其作用是捕获和吸收风能，并将风能转变成机送给传动装置.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取弧板型，也有采所示为风力发电机叶片（横截面）的几种布局.图3-3-6 风轮图3-3-7 叶片布局（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）常常使用于微、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 型的叶片（图中之e），基于容易制造角度思索，从叶根到叶尖一般是制成等弦长的.叶片的材质在不竭的改进中.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，机头与塔架的联合部（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，它安稳如否将直接关系到风力机的安危与寿命.微、小型风力机由于塔架般由底板再焊以加强肋构成；中、大型风力机的机头座要复杂一些，它通常由以纵梁、横梁为主，再辅以台板、腹板质量要高，台板面要刨平，装置孔的位置要切确.（2）回转体（转盘）回转体是塔架与机头座的毗连部件，通常由固定套、回转圈以及位于它们之间的轴承组成.固定套销定在塔架上部，而连，通过它们之间轴承和对风装置，在风向变更时，机头便能水平的回转，使风轮迎风工作.大、中型风力机的回转体转机构；小型风力机的回转体通常中在上、下各设一个轴承，都可采取圆锥滚子轴承，也可以上面用向心球轴承以承力轴承来承受机头的全部重量；微型风力机的回转体不宜采取滚动轴承，而用青铜加工的轴套，以防对风向（瞬时变频繁回转.2 对风装置自然界的风，方向和速度常常变更，为了使风力机能有效地捕获风能，就应设置对风装置以跟踪风向的变更，包管风状况.风力机的对风装置常常使用的有：尾舵（尾翼）、舵轮、电动机构和自动对风四种.（1）尾舵尾舵也称尾翼，是罕见的一种对风装置，微、小型风力发电机普遍应用它.尾舵有3种基本形式如图3-3-8所示，（a 进的，（c）为新式的，它的翼展与弦长的比为2~5，对风向变更反应敏感，跟踪性好.图3-3-8 尾舵形式尾舵常处于风轮后面的尾流区里，为了避开尾流的影响，可将尾舵翘起装置，高出风轮（见图3-3-9之a）.有人研制机，将尾舵改进成如力求3-3-9之b所示的型式，既减少了尾舵面积，又使调向平稳.图3-3-9 尾舵的进一步改进尾舵到风轮的间隔一般取为风轮直径的0.8~1.0值.尾舵的面积，在高速风力发电机中，可取为风轮旋转面积的4%左中，可取为10%左右的风轮旋转面积.（1）舵轮在风轮后面、机舱两侧装有两个平行的多叶片式小风轮，称舵轮（也称侧风轮）（见图3-3-10），其旋转面与风轮扫动由圆锥齿轮和圆柱齿轮组成的传动系统，图示的中间齿轮与装在塔架顶端的回转体上的从动大圆柱齿轮啮合.正常工准风向，舵轮旋转平面与风向平行，它不转动.当风向变更时，舵转与风向成某一角度，在风力作用下舵轮开端旋转，机的风轮再对准风向，舵轮旋转平面又恢复到与风向平行的位置，便停止转动.图3-3-10 舵轮对风装置舵轮对风装置比尾舵工作得平稳，多用于中型风力发电机上.其传动装置也可以设计成蜗轮蜗杆式的.（1）电动对风装置电动对风装置常被大型和中型风力发电机采取.图3-3-11是国产FD16.2-55型风力发电机组对风装置示意图.该装置的在机舱上面的风向标.在风向标的垂直轴上有一个凸轮，轴的下端有淹没在油缸中的阻尼板（板上钻有很多小孔），用风向偏离风轮轴线±15°时，风向标带动其垂直轴上的凸轮转动，使左侧或右侧的限位开首接通，颠末30秒（可任意触器闭合，起动对风伺服电动机左转或右转，并接通相应的批示灯.伺服电动机颠末减速器带动回转体上的转盘转动，位开关断开，电动机停转，指示灯熄灭.两只交流接触器互为闭锁，从而包管动作时只能闭合一只，而不会同时接通造图3-3-11 电动对风装置（1）自动对风风轮按吹向风力发电机的风先到机舱还是先到风轮，风力机可分为上风向（式）和下风向（式）的（见图3-3-5）.相应的和后置式的.对于下风向（式）的风力机，可将风轮设计成如力求3-3-12的型式，操纵风作用在风轮上的阻力的方法向，成为自动对风风轮.但当风向变换频繁时，易使风轮摇摆不定，为此应加阻尼装置，即在回转体外缘对称设置2~磨擦块支座固定在塔架上，压块对回转盘的磨擦力的大小用可调节弹簧来调节.这种对风装置风轮多用于中、大型风力发电机上.2 调速装置自然界的风速常常变更，风轮的转速随风速的增大而变快.风轮转速的变快，将使发电机的输出电压、频率、功率增加计允许值时，有能够导致机组的毁坏或寿命的减少.为使风轮能稳定一定转速内工作，风力发电机上设有调速装置.调计额定风速时才起作用，因此，又被称为限速装置.当风速增至停机风速时，调速装置能使风轮顺桨停机（风向与风轮国表里研制了许多风力机的调速装置，归纳起来，就其调速原理大体上可分为三类：减少风轮迎风面积；改变叶片翼风轮圆周切线方向的阻力限制风轮转速.（1）减少风轮迎风面积靠升力旋转的风轮，正常工作时，风轮旋转平面与风向垂直，其迎风面积为叶片回转时所扫掠的圆形面积A（图3-3-置）.当风速变大超出额定风速（风力机输出额定功率时的风速）时，为了不让风轮超速旋转，可减少风轮的迎风面积形，或缩小圆形的直径，下面罗列4种方法.图3-3-12 自动对风风轮图3-3-13 侧翼装置调速原理示意图1—未调速位置；2—调速位置；3—顺浆位置.图3-3-14 偏心装置调速原理示意图1—未调速位置；2—调速位置；3—顺浆位置.1）侧翼装置（图3-3-13）.在风轮后面向一侧伸出一支侧翼，翼柄平行地面和风轮旋转面；另外一侧配有弹簧.当风施加在侧翼压力对回转轴的力矩，大于弹簧拉力对回转轴的力矩，风轮开端偏移，由（a）位置到（b）位置，若偏位置风轮的迎风面积则变成了（椭圆形），迎风面积减少了，虽然风速增大了，而风轮的转速并没增加.风速再增大的位置，迎风面积就更小了.当风速逐渐减少时，在弹簧的拉力作用下，风轮又恢复到（b）→（a）的位置.2）偏心装置（图3-3-14）风轮轴线与机头座回转体的转向轴的轴线有一定的偏心距，另外一侧亦设弹簧.当风速用在风轮上的正面压力的合力对转向轴的力矩降服弹簧的拉力，风轮偏转到（b）的位置（迎风面积呈椭圆形）的位置位置.风速减小时，又依次恢复到（b）→（a）的位置.此图所示是风轮向侧向偏转的，按同一原理，亦可设计成向上所示.图3-3-15 仰头调速（a）风力发电机在额定风速下运转；(b)逾额定风速仰头调速1）尾翼升降装置（图3-3-16）.上述两种调速装置都用了弹簧，但是弹簧吐露于大气中很容易锈蚀，可用配重舵来代替弹簧.操纵尾翼升降停止调节的基本布局是将尾翼与机头的毗连转轴向后倾斜一个角度.当风轮位置（a）→（其转轴向轮挨近，它的相对高度发生了变更，从B向看，对应为（aˊ）→（bˊ）→（cˊ）.尾舵重心提高了，发生小时，它依次回位（cˊ）→（bˊ）→（aˊ）.尾舵如此装置，就相当于一个重心能上下变动的配重，用它们位置高力的作用.图3-3-16 尾翼升降调节原理示意图1）缩小风轮圆形迎风面积.图3-3-17所示为叶片用搭钮装置在风轮轴上，并借助弹簧的压力坚持其设计位置.作用在叶片上风的正面力加大，降服弹簧作用力，叶片由实线位置变到虚线位置，风轮扫拂面积缩小了，转速不再增弹簧力的作用下，叶片由虚线位置恢复到实线位置.操纵减少风轮迎风面积的调速方法，多用于15kW以下的微型、小型及中型风力机上.（1）改变叶片翼型攻角值前已述及，叶片升力与翼型攻角值有着紧密亲密的关系.改变翼型攻角的基本方法是：当风速达到一定量值后，设方向的转动轴回转某一角度，改变了攻角α值；当然同时也改变了叶片装置角β值.风速再变大，而叶片升力却不再的增大，可以使风轮转速降低.操纵改变叶片翼型攻角值的调速方法，常被称作变桨距调速法.分歧风轮上的叶片有两装置后可绕其长度方向的转动轴转动，这种风轮称为变桨距风轮；另外一种叶片与轮毂的毗连是固定的，叶片不克不动，这种风轮称为定桨距风轮.下面先容操纵改变叶片攻角值停止调速的3种方法.1）配重（飞球）与弹簧配合装置（图3-3-18）.当风轮转速达到额定值时，风速再增大，风轮转速再加快，配重服套管（未绘了出）中弹簧的作用力，向外移动，这时曲柄将拉动叶片轴（柄）转动，改变叶片横截面的弦与吹来的角），升力系数随之减少，升力不再增大，风轮的转速也就不再增加.当风速减小时，在弹簧的作用下，配重与叶片又图3-3-15 仰头调速（a）力发电机在额定风速下运转；(b)逾额定风速仰头调速1）尾翼升降装置（图3-3-16）.上述两种调速装置都用了弹簧，但是弹簧吐露于大气中很容易锈蚀，可用配重或来代替弹簧.操纵尾翼升降停止调节的基本布局是将尾翼与机头的毗连转轴向后倾斜一个角度.当风轮位置（a）→（b 转轴向轮挨近，它的相对高度发生了变更，从B向看，对应为（aˊ）→（bˊ）→（cˊ）.尾舵重心提高了，发生了时，它依次回位（cˊ）→（bˊ）→（aˊ）.尾舵如此装置，就相当于一个重心能上下变动的配重，用它们位置高度的作用.图3-3-16 尾翼升降调节原理示意图1）缩小风轮圆形迎风面积.图3-3-17所示为叶片用搭钮装置在风轮轴上，并借助弹簧的压力坚持其设计位置.当风在叶片上风的正面力加大，降服弹簧作用力，叶片由实线位置变到虚线位置，风轮扫拂面积缩小了，转速不再增加；力的作用下，叶片由虚线位置恢复到实线位置.操纵减少风轮迎风面积的调速方法，多用于15kW以下的微型、小型及中型风力机上.（1）改变叶片翼型攻角值前已述及，叶片升力与翼型攻角值有着紧密亲密的关系.改变翼型攻角的基本方法是：当风速达到一定量值后，设方向的转动轴回转某一角度，改变了攻角α值；当然同时也改变了叶片装置角β值.风速再变大，而叶片升力却不再的增大，可以使风轮转速降低.操纵改变叶片翼型攻角值的调速方法，常被称作变桨距调速法.分歧风轮上的叶片有两装置后可绕其长度方向的转动轴转动，这种风轮称为变桨距风轮；另外一种叶片与轮毂的毗连是固定的，叶片不克不动，这种风轮称为定桨距风轮.下面先容操纵改变叶片攻角值停止调速的3种方法.1）配重（飞球）与弹簧配合装置（图3-3-18）.当风轮转速达到额定值时，风速再增大，风轮转速再向心力将降服套管（未绘了出）中弹簧的作用力，向外移动，这时曲柄将拉动叶片轴（柄）转动，改变叶片横截面的角（攻角），升力系数随之减少，升力不再增大，风轮的转速也就不再增加.当风速减小时，在弹簧的作用下，配重与状态.1）叶片重量与弹簧配合装置.图3-3-19所示为两叶片风力发电机的风轮，在轮毂上有两个平行的孔洞滑键.叶柄与滑键垂直，叶柄上铣出螺旋槽，滑键拔出槽内.当风速超出额定值时，风轮转速加快，叶片的向心力增大向外甩出.由于叶柄螺旋槽与装在其内的滑键的制约，叶片在外甩的同时，发生偏转，攻角改变，升力系数下降，风轮变小，在弹簧力的作用下，叶片又缩回到原来位置.这种调速装置曾被称作离心——螺旋槽式调速机构.图3-3-19 叶片重量与弹簧配合调速装置示意图1—叶片；2—滑键；3—风轮毂；4—叶柄；5—调速弹簧；6—起动弹簧；7—弹簧座；8—启齿销图3-3-18和3-3-19两种调速装置多用于中、小型风力发电机上.1）液压变桨距调速装置.液压变桨距调速是当代大型风力发电机调速的方式之一.图3-3-20是美国M 变桨距调速装置.它是两个小液压油缸驱动的两个小齿条啮合的一个齿轮，齿轮同轴的大圆锥齿轮再啮合使叶片变桨距片变桨距调速的.整个变桨距调速装置都装置在轮毂内.液压油通过旋转接头送至两个小液压油缸.液压油缸及齿轮是微行机构.图3-3-20 美国MOD—O型大型风力发电机液压驱动变桨距调速装置1—液压小油缸及齿条；2—大圆锥齿轮；3—小圆锥齿条；4—叶片变桨距方向；5—齿条驱动的（1）操纵空气在风轮圆周切线方向的阻力当风速开端超出额定风速时，设法增加空气在风轮圆周切线方向对叶片的阻力，以抵消叶片升力的再增值，从而达目标.先容两种装置.a) 阻力翼图3-3-21所示，在风轮轮毂上焊有两个支臂，两处弧板（阻力翼）铰接在支臂上，与弹簧构成了一个风载系转速时，弧板的向心力超出了弹簧的拉力，甩出向外，它回转面积增大，受到的空气阻力也变大，阻尼风轮转速的增弹簧的作用下，弧板又恢复到了原来的位置.图3-3-21 阻力翼调速原理示意图a) 阻尼板图3-3-22所示，在叶片尖端铰接着带弹簧的阻尼板（也称扰流器），在额定风速内弹簧的拉力使阻尼板靠在变大使风轮转速超出额定值后，阻尼板的向心力降服弹簧的拉力向外张开，拢动气流，增加了风轮的转动阻力，限制速变小，阻尼板又回靠在叶片尖端面上.图3-3-22阻尼板调速原理示意图上述扰流器是装在叶片的尖端，在功率较大的风力机上，有的将其设置在距叶尖1/3的长度段内，在风轮未超速概况贴合着，无阻碍作用.阻尼板开端张开起调速作用的动作，可以靠风轮转动的向心力；也可根据风轮转速信号由液系统使阻尼装置动作.前者称为主动式的，后者称为主动式的.5 制动器制动器是使风力发电机停止运转的装置（也称刹车系统）.对于微型和小型风力发电机，可采取如图3-3-23所示的图3-3-23 小型风力发电机刹车机构图3-3-23（a）是手动停车，人手向下拉刹车绳，则制动刹车带将刹车鼓牢牢抱住而实现停车；图3-3-23（b）是限定的最大风速时，此时刹车风板被大风有力地推动（如图中箭头所示方向），从而带动了刹车杠杆，而杠杆则拉动车带牢牢抱住刹车鼓而实现自动停车.刹车风板面积的大小与限定的最大风速值之间的配合关系可通过试验来确定.在中型和大型风力发电机中，有采取叶尖气动刹车和机械式刹车组成的制动系统.叶尖气动刹车原理如“扰流器”由液压供油系统、制动闸卡钳和制动盘组成，需停车时，由液压驱动的卡钳动作将制动盘卡值，使风力机停止转动.功率较大的风力发电机，也有应用电磁制动器和液压制动器的.当采取电磁制动器时，需有外电源；当采取液压制外，还需油泵、电磁阀、液压油缸和管路等.1 传动装置风力发电机的传动装置包含增速器与联轴器等.通常，风轮的转速低于发电机转子需要的转速，所以要增速（有的速器而直接毗连）.增速器与发电机之间用联轴器毗连，为了减少占用空间，往往将联轴器与制动器设计在一起.风轮联轴器的，称低速联轴器.风力发电机的增速器和联轴器，与机械行业中常常使用的没用多大差别，就未几述.2 发电机发电机是将由风轮轴传来的机械能转变成电能的设备.风力发电机上常常使用的发电机有4种：（1）直流发电机.常常使用在微、小型风力发电机上.直流电压为12V、24V、36V等.中型风力发电机上也有用直（2）永磁发电机.常常使用在小型风力发力发电机上，中、大型风力发电机上一般不必，其电压为115V、127V 近我国发了然交流电压440/240V的高效永磁交流发电机，可以制成多极低转速，比较适合风力发电机用.（3）同步交流发电机.它的电枢磁场与主磁场同步旋转，同步转速 .（4）异步交流发电机.它的电枢磁场与主磁场分歧步旋转，其转速略比同步转速低.当并网时转速应提高.交流发电机与直流发电机相比，具有体积小、重量轻、布局简单、低速发电性能好、对周围无线电设备干扰少等优的小容量发电系统中，较多地采取永磁式或自励式交流发电机；对于在并网运行的中大型发电系统中，普遍采取同步3 几个电气部件（1）整流器现代风力发电机多数是交流发电机，当需要把风电变成直流向蓄电池充电或直接向直流用电设备供电时，就得将电.整流器一般可分为机械整流器装置和电子整流器装置两类.机械整流器一般为旋转机械装置；电子整流装置的确良在风力发电机系统中主要采取后者.电子整流器又可分为不成控整流与可控整流两类.不成控整流器主要由二极管组成，其整流电路型式罕见的有：单相桥式、三相半涉及三相桥式整流电路.可控整流器主要由晶闸管（或称可控硅整流元件）组成，罕见的可控整流电路相桥式、三相半波可控整流电路，三相桥式半控整流电路，三相桥式整流电路等.（2）逆变器由蓄电池或直流发电机输出的是直流电，然而很多用电设备是用交流电的，把直流电变成交流电的设备称为逆变器如同整流器一样，逆变器也可分为旋转型和运动型两类.旋转型逆变器是指由直流电动机驱动交流发电机，由交流（50赫）及波形为正弦波的交流电.运动型逆变器则是使用晶闸管或晶体管组成的逆变电路，没有旋转部件，输出的也可给出正弦波.运动型逆变器的接线方式也很多，有单相、三相、零式、桥式等等.风力发电系统中多采取运动型逆（3）节制器在风力发电系统中，今朝操纵最多的储能设备是酸性蓄电池，而酸性蓄电池抗过充电、过放电的才能较低，过充电降低，并能够导致蓄电池失效；过放电将造成蓄电池亏电，严重影响蓄电池的使用寿命.因此，在风力发电系统中，须发电机对蓄电池的正常充电，防止蓄电池过充电、过放电，并节制输向用电器的电压.有些节制器同时还具有防止负载的呵护功能，延长蓄电池及用电器的使用寿命.节制器是由一些电阻、电容、半导体器件、继电器等电子元件组成.节制器像个“开关”，当风力发电机向蓄电池压低于系统设定的电压时，节制器使充电电路接通，当蓄电池电压上升达到呵护电压时，充电节制开关电路截止，以池放电时，无论是负载用电还是蓄电池自己渐渐放电，当其电压下降到设定值时，充电节制开关又会接通，停止充电衣机、电视机等）启动时电流很大，会造成蓄电池电压突然下降，为防止错误呵护，使启动一次成功，节制器有延时0.5~1s之内可调，以知足分歧负载的启动要求.（4）泄荷器与避雷器当蓄电池电已充足了，而风力发电机仍在继续发电.设置一个泄荷器，给发电机提供一个放电通道.泄荷器一般由电强的抗氧化才能，并能适应风力发电机的最大输出功率要求，以防烧毁.风力发电机自己就较高，又常装置在较高的地势上，遭受雷击现象不足为奇.因此，在装置风力发电机时，一定要器.4 机舱风力机长年累月在野外运转，工作条件恶劣.风力机一些重要工作部件多数集中在塔架的上端，组成了“机头”（护这些部件，用罩壳把它们密封起来，此罩壳称为“机舱”.机舱应雅观，尽能够呈流线型，最好采取重量轻、强度高作，若用其它资料制造应思索防锈措施.罩壳的布局应思索对外部各部件调养、维修方便.图3-3-24 下风式风力发电机的机头及机舱1 塔架塔架用于把风轮等部件举列设计高度处运行.塔架主要承受两个载荷：一是风力机机头的重力；二是风吹向风轮等架的最低高度可按下式思索（见图3-3-25）：图3-3-25 塔架的高度要求（3-3-1）式中：h——接近风力机的障碍物高度；C——由障碍物顶点到风轮扫拂面最低点的间隔；常取C=1.5~2.0m；R——风轮半径.塔架的基本形式有4种：单管拉线式、桁架拉线式、桁架式和圆台（或棱台）式（见图3-3-26）.图3-3-26 塔架的基本布局形式（1）单管拉线式（图3-3-26a）.塔架由一根钢管和3~4条拉线组成.它具有简单、轻便、稳定等优点.微型风力机几乎都采取这种形式的塔架.（2）桁架拉线式（图3-3-26b）.它是由钢管或角钢焊接而成的桁架，再辅以3~4根拉线组成.桁架的断面形状罕见的有等边三角形和正方形两种.中这种形式塔架.（3）桁架式（图3-3-26c）.它是由钢管或角钢焊接而成的底大顶小的桁架，其断面最常常使用的是正方形，也有采取多边形的，它不设拉线.机多采取这种布局形式的塔架.（4）圆台（或棱台）式（图3-3-26d）.它是由钢板卷制（或轧制）焊接而成的上小下大的圆台（或棱台）.机组的动力盘或节制柜通常就装在塔架的内壁塔内有直梯通向机舱.它布局紧凑、外形雅观.近些年来，上风式大型风力机多采取这种形式的塔架.2 风力发电机微机节制现代大、中型风力发电机基本上都是微机节制.微机节制实现了风力发电机的自动启动、停机，自动并网、解列（台发电机的自动切入、切除，抵偿电容的自动切入、切除；电缆的自动解绕；风电机组及电网有故障的自我诊断并自机组故障不克不及自我处理时自动停机并自动在微机终端输出故障原因请求修理；风电机组的远间隔节制等，使现代了无人现场值守的程度.风电机组在运行中，各传感器收集风电机组在运行中的各种运行参数：风电机组的电压、电流、频率；电网的电压风速、液压的压力、油温、发电机温度、增速器内油温、电缆环绕纠缠、塔架振动、机舱振动等，微机会根据这些信各种相应的指令，实施风电机组的自控或远程节制.计算机的飞速发展为风力发电机的自动节制提供了有利条件，使风力发电机的发展进入了一个崭新的阶段.3 关于风力发电的储能问题风能是随机性动力，具有间歇性.将风力发电机发出的、用之有余的电能储存起来，以待无风（或小风）时好持续而这一问题直到今朝，尚没得到完美的处理.下面先容几种还在应用或研究中的储能方法.（1）蓄电池蓄能当风力发电机组将风能转换为电能后，除向负荷供电外，多余的电能，可以向蓄电池充电，将能量储存在蓄电池内发电系统中常常采取铅电池（亦称蓄电池）或镍镉电池（也称碱性蓄电池）.如图3-3-4中之“8”所示.蓄电池储能被用维护比较烦琐；酸性蓄电池寿命较短，碱性蓄电池价格较高；蓄电池的容量有限，欲多储能，势必造成设备错乱.。
小型风力发电机介绍
小型风力发电机介绍一，小型风力发电机的使用条件小型风力发电机一般应在风力资源较丰富的地区使用。
即年平均风速在3m／s以上，全年3-20m／s有效风速累计时数3000h以上；全年3-20m／s 平均有效风能密度lOOW／m2以上。
在选择使用风力发电机时，要做到心中有数，避免盲目性，这样才能充分地利用当地的风力资源，最大限度地发挥风力发电机的效率，取得较高的经济效益。
应该指出的是，在风力资源丰富地区，最好选择风机额定设计风速与当地最佳设计风速相吻合的风力发电机。
如能做到这一点无论是从风力机的选择上，还是利用风力资源的经济意义上都有重要的意义。
风洞试验证明，风轮的转换功率与风速的立方成正比，也就是说，风速对功率影响最大。
例如，在当地最佳设计风速为6m／s的地区，安装一台额定设计风速为8m／s的风力发电机，结果其年额定输出功率只达到原设计输出功率的42％，也就是说，风力发电机额定输出功率较设计值降低了58%。
若选用的风力发电机额定设计风速越高，那么其额定功率输出的效果就越加不理想。
但也必须指出，风力发电机额定设计风速偏低，其风轮直径、电机相对要增大，整机造价相应也就加大．从制造和产品的经济意义上考虑都是不合算的。
二，小型风力发电执使用的一般要求目前，小型风力发电机都采用蓄电池贮能，家用电器的用电都由蓄电池提供。
所以，用电时总的原则是，蓄电池放电后能及时由风力发电机给以补充。
也就是说，蓄电池充入的电量和用电器所需消耗的电量要大致相等(一般以日计算)。
下面举一例说明这一问题：某地区使用了一台风力发电机，额定风速输出功率为IOOW, 假设，该地区某日相当于额定风速的风力吹刮时数连续为4h，则该风机日输出并贮存到蓄电池里的能量为400Wh。
考虑到铅蓄电池的转换效率为70%，则用户用电器实际可利用的能量280Wh。
如果该用户使用的电器有：(1)15W灯泡两只，使用4h，耗能为120Wh；(Z)35W电视机一台，使用3h，耗能为105Wh；(3)15W收录机一台，使用4h，耗能为60Wh。
小型风力发电机特性
小型风力发电机特性风能是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭。
对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，可因地制宜地利用风力发电。
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。
风力发电技术是一项多学科的，可持续发展的，绿色环保的综合技术。
风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。
风力发电机组主要由两大部分组成：风力机部分将风能转换为机械能；发电机部分将机械能转换为电能。
一、小型风力发电机分类小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力机十风力发电机十控制器十蓄能装置。
风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。
每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永礅体，定子绕组切割磁力线产生电能。
小型风力发电按其设计的方式与结构可分为垂直轴风力发电机( VAWT)和水平轴风力发电机( HAWT)两种。
水平轴风力发电机的转动轴与风向平行，大部分水平轴式风力发电机其叶片会随风向变化而不断调整位置，因此较易受地形、地物的影响。
垂直轴风力发电机的转动轴与风向垂直。
此型的优点为设计较简单，因为不必随风向改变而调整方向，可分为打蛋形转子( Darrieus)和桶形转子( Savonius)等[打蛋形转子(Darrieus)是由法国及航天工程师Georges Jean MarieDarrieus于1931年发明。
桶形转子(Savonius)为荷兰工程师Sigurd J．Savonius 于1922年发明]。
垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机比较见表2 -1。
二、水平轴风力机风轮轴线的安装位置与水平面夹角不大于15度的风力机称水平轴风力机，水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴旋转，风轮轴与风向平行，风轮上的叶片是径向安置的，与旋转轴相垂直，并与风轮的旋转平面成一角度（称为安装角）。
小型风力发电机基本常识
小型风力发电机基本常识1.小型风力发电机一般都由那几部分组成的？小型风力发电机部件很多，但一般都是由5部分组成的：一是风轮，由二个或多个叶片组成，安装在机头上，是把风能转化为机械能的主要部件。
二是机头，主要是发电机和安装尾翼的支座等，它能绕塔架中的竖直轴自由转动。
三是尾翼，它一般装于机头之后，是用来保证在风向变化时，使风轮正对风向，现在也有不带尾翼的垂直轴发电机。
四是塔架，是支撑机头的构架，它把风力发电机架设在不受周围障碍物影响的空中。
五是控制系统，是用来控制发电机的输入输出和发电机工作状态的。
2.如何选购一台真正适合自已使用的风力发电机？如何选购一台真正适合自已使用的风力发电机，其中是大有学问。
首先，要看生产风力发电机的厂家。
目前国内许多所谓的风力发电机生产厂家只是采购一些部件进行简单的组装，各部件之间根本不配套，故发电效率相对较小，故障也比较多，缺乏必要的科研能力，产品很难更新换代，还有一些厂家为了追求高利润.不惜偷工减料.其生产的发电机很难达到其标定的功率.更有一些产品经销商偷梁换柱.所以消费者在先购风力发电机时,一定要找正规的生产厂家.一般有能力有规模的生产厂家其产品大都配套齐全.其有较强的研发能力，其产品质量也都符合国家标准。
特别要查对电机的参数：（最好是拿几个厂家的对比就会很明显）主要技术参数包括：起动风速，额定风速，额定电压，最大功率，额定功率，额定转速等。
其次用户要根据自已的使用要求和风力条件。
选择相对应的风力发电机.比如在内地,由于风较小,更应选择一些功率小的发电机,因为他更容易被小风量带动而发电,特续不断的风,会比一时狂风更能供给较大的能量,而大功率的发电机.在小风的环境下动很难高效率的发电，甚至根本就无法发.这样,如果用户用电量大.可以选购几台小功率的发电机并联使用.其效果较购一台大功率的发电机效果好得多或者使用太阳板构成风光互补供电系统效果更稳定。
同时,用户在选购风力发电机时还要注意以下几点：查看装箱单，数数配件是否齐全；用手转动一下各个转动部分,看是否转动灵活。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.8 玻璃钢 epoxy
3
尾翼翻转式(偏侧)
3 – 20
3
10 1000 AC220(DC36) 3 相, 交流, 永磁 6.2 125(不包括蓄电池组) 直流36伏/200安时
开展风能示范项目的程序
小型风力发电机的应用常识
• 认真阅读小型风力发电机、逆变器和蓄电池的 使用说明书。
• 正确选配用电器的功率。由于自然界的风速是 不断变化的，风力机大部分时间不在额定风速 工作。因此，配套用电器的总功率应为风力机 额定功率的75%左右（宁少勿多）。
• 例如：一台300瓦的风力机，其用电器的总功 率应为225瓦以内。一套400瓦的风-光互补系 统，其用电器的总功率应在320瓦以内。
• 逆变器将蓄电池组输出的直流电转换成220伏 交流电，并提供给用电器。
蓄电池
• 把风力机输入的电能转变成化学能储存 在蓄电池内。
• 把蓄电池内的化学能转变成电能输出给 逆变器或直流用电器。
• 使用中，要防止蓄电池过充或过放。 • 现用的有普通汽车用铅酸蓄电池(寿命3
年)、蓄电池(寿命5--8年)、免 维护固定式铅酸蓄电池（10年）
小型风力发电机在中国 的发展与应用
沈德昌 中荷项目办公室
电子邮箱:shendc2000@
为什么要开发风能等可再生能源
专家预测:
• 石油资源将在40年后枯竭。 • 天然气资源将在80年后枯竭。 • 煤炭资源将在300年后枯竭。 • 太阳能、风能、生物质能将长期存
在、不会枯竭。
小型风力发电机电器系统的接线
– 接线前的准备工作 – 蓄电池预充电 – 蓄电池组的放置与连线 – 逆变控制器与卸荷器的安置 – 发电机输出线三相短路 – 关闭所有开关（停车开关除外） – 蓄电池组+、-极电缆线与蓄电池组+、-极桩的连
接，蓄电池组+、--极电缆线与控制逆变器相应 接口的连接。 – 发电机输出线与逆变控制器响应接口的连接。 – 卸荷器与逆变控制器相应接口的连接。 – 用电器总线与逆变控制器相应接口的连接。
铅酸蓄电池的维护
对于铅酸蓄电池，除免维护型外，日常维护应注意下列各点； • 蓄电池必须经常保持清洁； • 不要使任何外来杂质落入蓄电池内； • 蓄电池表面不允许摆放物品，切勿将金属工具落放在蓄电池
上面； • 必须定期擦净蓄电池整个外部的硫酸痕迹； • 各个单体电池间的接触装置以及与导线的连接都必须安全可
关于风能
• 风是由于地球自转和太阳使大气受热不均而 引起的空气运动。
• 空气受热时会膨胀上升 (使空气密度小、质 量轻) ， 没受热或冷的空气就下降跑去填充 受热空气上升后留下的位置。 这个过程叫做 空气的对流。
• 风的模式根据季节、昼夜和地形的不同而变 化。如季风、海陆风、山地风等。
风能的特点
• 设计新颖，只保留了风轮驱动发电机主轴旋转， 尾翼驱动风机的机头偏航 两个运动部件。
• 外形美观，整洁简练。 • 另部件采用模具制造，制作精度高、质量好。 • 与其它同类产品相比，该风力机系统起动容易，
转速较高，发电功率较大。 • 配套部件均采用名家产品，如逆变器采用合肥阳
光的产品、蓄电池采用。
FD2.5-500瓦风力发电机的技术参数
应用范围
• 提供220伏交流电或24伏、36伏或48伏直 流电
• 照明: 灯泡,节能灯 • 家用电器:电视机、收音机、电风扇、洗
衣机、电冰箱。 • 通讯装置 • 电动工具
风轮的工作原理
• 风轮产生的功率与空气的密度成正比。 • 风轮产生的功率与风轮直径的平方成正比。 • 风轮产生的功率与风速的立方成正比。 • 风轮产生的功率与风轮的效率成正比。 • 风力发电机风轮的效率一般在0.35—0.45之间
小型风力发电机的应用常识
• 风力资源丰富期的使用要点: 1)可适当增加用电时间 2)多个用电器可同时使用 3)注意检查卸荷器的温度（必要时可以暂时停 车）
• 风力资源贫乏期的使用要点: 1) 适当减少用电器的使用时间。 2）减少同时使用的用电器的数量（或功率）。 3）注意检查蓄电池的电压（必要时将蓄电池送 出去充电）。
小型风力发电机在地面上的安装
1、地基的准备 2、塔架的试安装 3、风轮的安装（注意旋转方向） 4、风力发电机主机的安装 4．1、将发电机电缆从塔管内穿通 4．2、发电机+回转体总成与塔架的连接 4．3、风轮与发电机轴的连接 4．4、尾翼总成与回转体的连接 4．5、风力发电机主机的竖起与拉索固定
小型风力发电机在地面上的安装
• 工作风速（米/秒）
3 – 20
• 切入风速(米/秒)
3
• 额定风速 (米/秒)
8
• 额定功率(瓦)
300
• 输出电压(伏)
交流220(直流24)
• 发电机
3 相, 交流,永磁
• 塔高(米)
5.2
• 重量(公斤)
110(不包括蓄电池)
• 蓄电池组（伏)/(安时)
DC24/150
洪湖项目示范风力发电系统的特点
• 发出的电经过控制器的整流，由交流电变成了具 有一定电压的直流电，并向蓄电池进行充电。
• 从蓄电池组输出的直流电，通过逆变器后变成了 220伏的交流电，供给用户的家用电器。
小型风力发电机的调向调速原理
调向原理: 在额定风速以内, 尾翼板与风轮旋转面保持垂直;风向变化时, 尾翼板与风向保持平行, 因而保证了风轮的正向迎风。
• 风能是清洁的、可再生的能源。它 没有污染，也不产生二氧化碳。
• 风的流动速度是不稳定的，风的流 动方向是不断变化的。
• 应当尽量避免风暴或台风带来的损 失。
风速的测量
• 现代风速仪可以测0.4米/秒 – 75米/秒之间的风速。
• 风力发电机的起动风速一般 在3米/秒 – 4米/秒之间
• 国产小型风力发电机的额定 风速一般在8米/秒 – 10米/秒 之间 欧洲小型风力发电机的额定 风速一般在12米/秒 – 15米/ 秒之间
风速随高度的增加而 增加
在风速上有少量的增 加，会导致在功率上 有大量的增加。
为减少障碍物的影 响，需要高的塔架。 (turbulence)
可以要求塔架根据实 际情况变动其高度。
控制逆变器
• 过去风力机的控制器和逆变器是分开的，现 在多数厂家都采用控制器和逆变器一体化的 方案。
• 控制器将发电机发出的交流电整流后，充入 蓄电池组。
• 停机时，先关闭用电器开关，再关闭逆变器开 关，最后关闭风力机开关（或打开停车关）。
小型风力发电机的应用常识
• 逆变器的保护功能：
1、过充保护 当风速持续较高，蓄电池充电很足，蓄电池组电压
超过额定电压1.25倍时,控制器停止向蓄电池充电,多余 的电流向卸荷器。 2、过放保护
当风速长期较低，蓄电池充电不足，蓄电池组电压 低于额定电压0.85倍时, 逆变器停止工作，不再向外供 电。当风速再增高，蓄电池组电压恢复到额定电压的 1.1倍时，逆变器自动恢复工作、向外供电。
我国的小型风力发电机系统
• 100瓦 、200瓦、300瓦、500瓦 • 1千瓦、2千瓦、5千瓦 • 7.5千瓦、15千瓦、30千瓦 • 全国总安装量: 25万台 • 内蒙古: 75% • 10多个主要生产厂家
小型风力发电机的结构
• 风轮:三叶片,玻 璃钢材料制成
• 发电机 : 三相、永磁
• 带拉线的塔管式 塔架
小型风力机发电产品应用示例
• 巴基斯坦示范应用项目 1、300瓦风力发电系统 2、500瓦风力发电系统
• 洪湖风力发电示范应用项目 1、300瓦风力发电系统 2、400瓦风—光互补发电系统
FD2.2-300瓦风力发电机的技术参数
• 风轮直径(米)
2.2
• 叶片材料
玻璃钢
• 叶片数
3
• 调速系统
尾翼翻转式（风轮侧偏）
• 风力发电机的最大工作风速 一般在25米/秒 – 30米/秒之 间
中国的风力资源
• 我国拥有丰富的风力资源, 在10米 高度的风能保有总量是32亿千瓦 (3.2×109 kW),其中实际可开发的风 能总量为2亿5千3百万千瓦 (253×106 kW)。
• 风能资源丰富区、较丰富区和可利 用区分别占我国总面积的 8%, 18% 和 50% 。
• 组装风轮时要注意叶片的旋转方向，一般都是顺时 针。固定扭矩要符合说明书的要求。
发电机
• 发电机由机壳、定子绕组、转子磁钢、发电 机轴和前后端盖组成。
• 风力机驱动的发电机一般都是低速发电机， 在转速几百转/分时就可以发电。
• 发电机是永磁、三相的交流发电机。
• 为防止绕线，采用了滑环和碳刷结构。
• 尾翼对风轮 起到调向和 调速的作 用。
尾翼
塔架
• 塔架由塔管（上、 中、下三段）、底 板、拉线和紧固组件 构成。
• 塔架将风力机主体支 撑在一定高度的空 中，使风轮捕捉足够 的风能。
• 定期检查塔架拉线的 张紧度，用调节螺栓 使各拉线保持一致， 并保持塔架垂直于地 平面。
塔架高度对功率的影响
• 铰接式尾翼
• 控制器 • 逆变器 • 蓄电池组 • 电缆 • 调速系统 • 混凝土地基
风轮
• 风轮一般由叶片、轮毂、盖板、连接螺栓组件和导流 罩组成。
• 风轮是风力机最关键的部件，是它把空气动力能转变 成机械能。
• 大多数小型风力机的风轮由三个叶片组成。叶片材料 有木质、铝合金、玻璃钢等。
• 风轮在出厂前经过试装和静平衡试验，风轮的叶片不 能互换，有的厂家叶片与轮毂之间有安装标记，组装 时按标记固定叶片。
(理论上最大值为0.593)。
小型风力发电机的发电原理
• 在风的吹动下，风轮转动起来，使空气动力能转 变成了机械能（转速+扭矩）。
• 风轮的轮毂固定在发电机轴上，风轮的转动驱动 了发电机轴的旋转，带动永磁三相发电机发出三 相交流电。