(完整版)风力发电系统有哪些设备组成
风力发电机组构成
固定式轮毂: 相对固定铰链式轮毂: 自由的铰链式轮毂:
2、 传动系
将风轮的力和力矩通过变速后传递给发电机,当风轮转速过高 时并能限制传动轴转动。
传动系包括低速传动轴、叶片刹车盘、增速箱、耦合器和高速 传动轴。
齿轮箱和叶片:中国风电发展限制的主要因素。
2.1齿轮箱
(1)由于发电机转速高,二极三相交流发电机转速约每分 钟3000转,四极三相交流发电机转速约每分钟1500转, 六极三相交流发电机转速约每分钟1000转,而风力机风轮 转速低,小型风力机转速每分钟最多几百转,大中型风力 机转速约每分钟几十转甚至十几转。这么大的转速差别, 风轮只有通过齿轮箱增速才能带动发电机以额定转速旋转。
南高齿还与美国通用开展技术合作,专为通用公司做配套。
齿轮箱外资企业主要是弗兰德机电传动(天津)有限公司,2005年被西门子公司 收购后改名西门子机械传动(天津)有限公司,主要为外资整机厂供货。
2.2轴 承
风电机组主轴承在国内还没有专业制造厂, 目前几乎全部依赖进口,主要的国外厂商有 SKF、FAG等;其他部位的轴承,如偏航轴 承和变桨轴承,徐州罗特艾德公司可以生产。
风力发电系统构成
一、风力发电机组的系统组成
风力发电系统是将风能转换为电能的机械、电气及控制设 备的组合。
水平轴发电装置通常包括风叶、传动机构(传动轴、增速 器)、停车制动器、发电机、机座、 塔架、调速器(或限 速器)、对风装置、储能装置和控制器等。
(1)叶轮
将风的动能转换为机械能并带动其它装置。 叶轮由叶片与轮毂组成。 1.1叶片数目的确定 依据使用目的、当地风能状况决定采用高速或低速风轮后。 叶片数选择的基本原则: (1)提高风轮转速就要减少叶片数,这样可使齿轮箱变速比减小,并可降
风力发电机组构成
大小。
单叶片:转速提高,但动态不平衡问题突出,系统震动增强,噪音增大,基 本无应用。
双叶片:结构成本较低,叶片实度小,转速较高,但工作过程中支撑塔架的 受力影响较大;
此外,瓦轴和洛轴可以生产变桨轴承。
2.3刹车系统
风力机刹车系统有三种形式:
(1)主轴刹车(2)紧急停止用刹车(3)偏航刹车
※主轴刹车:在平时运行中不使用,在停机或进行维护保养时使用,可 将风力发电机的主轴制动,通常设在低速轴一侧。
※紧急停止用刹车:当发生过转速等紧急情况时,为安全起见,使风力
发电机组紧急停车用的刹车装置。因为是用于紧急情况,所以安装在 扭矩小的发电机一侧的轴系上。
当风速上升风轮转速超过允许的 转速时,翼型的攻角大于17度后 就进入失速状态,尽管风速v加大 许多,但升力Fl却下降了、阻力 Fd大大增加了,结果是F反而减 小了,从而抑制了转速的上升。
翼型弦线与风轮旋转平面的固定夹角β称为浆距角,对于固定浆叶浆距角是不变 的。相对翼型的风速是外来风速v与翼型线速度u合成的相对风速w,相对风速w与 翼型弦线间的夹角α是翼型的攻角。
7、变频器
平衡这一利弊,一般说来攻角为8 至15度较好。超过15度后翼片上方 气流会发生分离,产生涡流,升力会 迅速下降,阻力会急剧上升,这一现 象称为失速。
对于小型风力发电机多用定浆变速模式, 即浆叶是固定在转轴上的,风小转速低、 风大转速高,当风速过高时还可以通过失 速来扼制转速的飙升、保护发电机,也可 认为是定浆变速加失速模式,这种模式在 中型风力机也有应用。
风力发电机组的基本构成
风力发电机组的基本构成
风力发电机组是将风能转化为电能的装置,通常由以下几个部分构成:
1. 风轮:风轮是风力发电机组的核心部件,它由叶片、轮毂和轴组成。
风轮的作用是捕捉风能并将其转化为机械能。
2. 机舱:机舱内装有风力发电机组的主要设备,如发电机、变速器、控制器等。
机舱通常安装在塔顶,通过塔筒与地面相连。
3. 塔筒:塔筒是支撑机舱和风轮的结构,它通常由钢材制成,具有足够的强度和稳定性,以承受风轮和机舱的重量以及风载荷。
4. 发电机:发电机是将机械能转化为电能的设备,它通常采用异步发电机或同步发电机。
发电机的输出功率与风轮的转速和风速有关。
5. 变速器:变速器的作用是将风轮的低速旋转转化为高速旋转,以适应发电机的转速要求。
变速器通常采用齿轮箱或液力耦合器。
6. 控制器:控制器是风力发电机组的控制中心,它负责监测风速、风向、风轮转速、发电机输出功率等参数,并根据预设的控制策略对风力发电机组进行调节和控制。
7. 基础:基础是支撑塔筒和风力发电机组的结构,它通常由混凝土制成,具有足够的承载能力和稳定性。
8. 电缆:电缆用于将发电机的输出电能传输到地面的变压器或配电柜。
以上是风力发电机组的基本构成部分,不同类型和规格的风力发电机组可能会有所不同,但总体结构和功能基本相似。
风力发电机结构介绍
风力发电机结构介绍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。
该机组通过风力推动叶轮旋转,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,有效的将风能转化成电能。
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。
(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。
明阳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。
(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。
MY1.5s/se型风电机组主要技术参数如下:(1)机组:机组额定功率:1500kw机组起动风速:3m/s机组停机风速: 25m/s机组额定风速: 10.8/11.3 m/s(2)叶轮:叶轮直径:82.6m叶轮扫掠面积:5316m2叶轮速度:17.4rpm叶轮倾角: 5o叶片长度:40.25m叶片材质:玻璃纤维增强树脂(3)齿轮箱:齿轮箱额定功率:1663kw齿轮箱转速比:100.48(4)发电机:发电机额定功率:1550kw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:变浆制动二级刹车系统:圆盘制动器(5)塔架:塔架型式:直立三段锥形塔架塔架高度:61830mm塔架底部直径:4200mm塔架重量:107t(6)偏航系统型式:主动对风齿轮圆盘星形驱动(7)控制器型式:PLC TwinCAT。
风力发电机组的组成与关键技术
风力发电机组的组成与关键技术长江新能源技术部吴光军空气的流动就是风。
一定速度前进的风吹在静止的风力机叶片上做功并驱动发电机发电,将风能有效地转变成电能。
风力发电机就是由风力机驱动发电机的机组。
本文将对风力发电机的组成和关键技术加以介绍。
1 风力发电机组的组成风力发电机组由风轮、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。
(1)风轮:由叶片和轮毂组成,是风力发电机组获取风能的关键部件。
(2)传动系统:由主轴、齿轮箱和联轴节组成(直驱式除外)。
(3)偏航系统:由风向标传感器、偏航电动机或液压马达、偏航轴承和齿轮等组成。
(4)液压系统:由电动机、油泵、油箱、过滤器、管路和液压阀等组成。
(5)制动系统:分为空气动力制动和机械制动两部分。
(6)发电机:分为异步发电机、同步发电机、双馈异步发电机和低速永磁发电机。
(7)控制与安全系统:保证风力发电机组安全可靠运行,获取最大能量,提供良好的电力质量。
(8)机舱:由底盘和机舱罩组成。
(9)塔架和基础:塔架有筒形和桁架两种结构形式,基础为钢筋混凝土结构。
A.风力发电机的组成G52/G58风力发电机侧视图1 基本框架2 主轴3 轮毂4 叶片5 叶片支承6 齿轮箱7 齿轮连接棒8 盘式制动器9 发电机 10 万向联轴器 11液压单元 12 偏转马达 13 偏转齿轮 14 扭矩传感器 15 顶部控制器G52/G58风力发电机顶视图风力机组内部示意图2 风力发电机组关键技术2.1 机组的设计方法与技术叶片的设计与制造技术—气动设计—结构设计—制造工艺2.2 机组控制技术—功率控制技术—载荷控制技术—并网技术—远程监控技术。
风力发电系统组成及技术原理
风力发电系统组成及技术原理
风力发电系统是一种利用风能转化为电能的装置,由风机、转轮、变速器、发电机、电力传输系统等组成。
风力发电系统的基本技术原理是利用风能驱动风机,风机通过转轮将机械能转化为旋转能量,旋转能量经过变速器调整后驱动发电机发电,再通过电力传输系统将电能输送到消费者。
风力发电系统的组成包括风机、转轮、变速器、发电机、电力传输系统等部分。
风机是风力发电系统的核心部分,其主要功能是将风能转化为机械能。
转轮是固定于风机上的部分,其主要功能是将机械能转化为旋转能量。
变速器的作用是调整风机输出的旋转速度,使其达到与发电机要求的相符。
发电机是将旋转能量转化为电能的装置,其输出的电能需要经过电力传输系统输送到消费者。
风力发电系统的基本技术原理是利用风能转化为电能。
风能是一种可再生的、无污染的能源,利用风能发电可以减少对传统能源的依赖,保护环境、降低能源消耗。
风力发电系统的核心技术是风机的设计和优化,以及发电机的高效转换和传输系统的稳定运行。
同时,风力发电系统的建设和运行需要考虑到环境保护、风机的适应性、安全性等多方面因素。
总之,风力发电系统是一种利用风能转化为电能的重要装置,由风机、转轮、变速器、发电机、电力传输系统等组成。
其基本技术原理是利用风能驱动风机产生机械能,再将机械能转化为旋转能量,通过变速器调整旋转速度,最终将旋转能量转化为电能并通过电力传输
系统输送到消费者。
风力发电系统的建设和运行需要考虑到多方面因素,才能实现可持续、高效和安全的发电。
风力发电结构组成
风力发电结构组成
风力发电结构主要由以下几个部分组成:
1. 风力发电机:风力发电机是风力发电系统的核心部分,它通过捕捉和利用风能来产生电能。
风力发电机通常由塔架、转子、发电机和控制系统等部分组成。
2. 塔架:塔架是支撑风力发电机的结构物,通常由钢铁或混凝土等材料构成。
塔架的高度决定了风力发电机的叶片能够捕捉到的风能量。
3. 叶片:叶片是风力发电机中最重要的部分,它通过受到风的作用而转动,将机械能转化为电能。
叶片一般由纤维复合材料或铝合金等材料制成,具有良好的强度和轻巧的特点。
4. 发电机:发电机是将机械能转化为电能的装置,它由转子、定子和输出电路等部分组成。
风力发电机中常用的发电机是永磁直驱发电机和同步发电机,具有高效率和可靠性。
5. 控制系统:控制系统用于监测和控制风力发电机的运行状态,包括风速、叶片角度、输出电压等参数的监测和调节。
控制系统还可以实现风力发电机的启动和停机等功能,保证发电机的安全和高效运行。
6. 输电系统:输电系统用于将风力发电机产生的电能输送到
电网中,包括变压器、电缆和输电线路等部分。
输电系统需要
将风力发电机的输出电压提升到适合输送的电压,并保证电能的传输安全和稳定。
风力发电机结构组成
风力发电机结构组成
风力发电机的结构主要由以下几个部分组成:
1. 风叶:风叶是风力发电机的关键部件,它由轻质材料如玻璃纤维和碳纤维制成,通常有两至三片。
风叶通过捕捉风能将其转化为机械能。
2. 主轴:主轴是风力发电机的中心轴,它连接着风叶和发电机。
当风叶受到风力推动旋转时,通过主轴将转动的动力传递给发电机。
3. 发电机:发电机是将机械能转化为电能的装置。
在风力发电机中,发电机通过接收主轴传递的旋转动力,将其转换为电能。
4. 风向调节装置:风向调节装置能够使风力发电机始终面向风的方向,从而最大限度地利用风能。
常见的风向调节装置有风向舵和零位保持器。
5. 塔架:塔架是风力发电机安装的基础结构,用于支撑整个风力发电机系统。
塔架一般由钢材制成,高度可以根据需要进行调整。
6. 控制系统:控制系统用于监控和控制风力发电机的运行状态,包括风向调节、电能输出调整等功能。
控制系统能够使发电机在不同的风速下运行并保持稳定。
以上是常见的风力发电机的主要组成部分,不同型号的风力发电机可能会有所不同。
风力发电机的组成
风力发电机的组成风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备,由多个部件组成。
下面将对其主要组成部分进行详细介绍。
1. 风轮叶片风轮叶片是风力发电机最重要的部分之一,也是最容易看到的部分。
它们通常由玻璃纤维、碳纤维或木材等材料制成,具有良好的强度和耐久性。
叶片的形状和大小可以根据不同的设计需求进行调整,以提高效率和稳定性。
2. 发电机发电机是将旋转运动转换为电能的核心部件。
它通常由永磁体、线圈、转子和定子等组成。
当风轮旋转时,发电机内的永磁体产生磁场,线圈在此磁场中旋转并产生电流。
这些电流被输送到逆变器中进行处理,并最终输出为交流电。
3. 塔架塔架是支撑风轮和发电机的结构,通常由钢筋混凝土或钢制材料制成。
塔架高度可以根据地形和气象条件进行调整,以确保风轮叶片在最佳位置旋转,从而提高发电效率。
4. 控制系统控制系统是风力发电机的大脑,它可以监测风速、温度和电压等参数,并控制叶片的角度和转速。
这些参数的变化会影响发电机的输出功率和稳定性,因此控制系统非常重要。
5. 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的设备。
它可以将发电机产生的直流电转换为标准的交流电,并将其输送到电网中。
逆变器还可以监测发电机的输出功率和质量,并保持其在合理范围内。
6. 基础基础是支撑整个风力发电机设备的底座结构。
它通常由混凝土或钢筋混凝土制成,具有良好的承载能力和稳定性。
基础必须经过严格设计和施工,以确保风力发电机能够安全地运行。
综上所述,风力发电机是由多个部件组成的复杂设备,每个部件都起着重要作用。
只有这些部件协同工作,才能使风力发电机高效稳定地运行,并为我们提供绿色、可持续的电力。
新能源电站-风力发电机整体介绍
产生危害。
5. 在存在一定安全风险的部件上工作之前,必须通过机舱控制柜或塔基控制 柜面板上的开关将机组切换到“检修状态”。同时,要在开关上应悬挂明 显的警告标志,以避免其他人无意的操作。
6. 机组切换到“检修状态”时,机组无法启动,但允许部分手动控制(正常 运行时是不允许的)。
机组运行,叶片开桨 机组停机,叶片顺桨
高速轴制动器
(七)偏航系统
风向总是变化的,为了捕获最大的风能,必 须每隔一段时间计算一次风向偏差,如果超过范 围,就要偏航对风。
风力发电机组的偏航系统主要由偏航轴承、 偏航驱动器、偏航制动器、润滑泵、偏航编码器 组成。
偏航轴承:偏航电机下面有一个小齿轮与大齿轮啮合,这个大齿轮叫偏航轴承, 由偏航电机驱动。偏航轴承承载机组中主要部件的重量,并传递气动推力到塔架, 轴承中含有齿圈,偏航驱动机构中的小齿轮与之啮合。
液压站系统有两个主控制回路:转 子制动回路和偏航刹车回路。系统正常 工作压力范围在140-160bar之间,系 统压力由电机泵组作为动力单元提供并 由压力传感器来加以精确显示,动力源 的断合利用压力传感器和电气联动控制 来实现。
(九)变频系统
变频器是风电机组的重要组成部分,为转子提供了频率可变的电源,使 得转子的机械转速与电网的同步转速相互解耦,由此实现了风电机组的变速 运行。
7. 在轮毂中进行维护工作时,不允许变桨系统进行变桨动作,除非在特殊情 况下,并且采取了特殊的防范措施。每个叶片有一个锁紧装置,当检修叶 片变桨驱动时必须启用该锁紧装置。
8. 在轮毂或在传动链部件上工作时必须启用风轮锁定装置。 9. 在系统检修时,同一时间内可以关闭一个偏航驱动,其他的驱动可以承受
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设备。
它由风轮、传动系统、发电机和控制系统等部分组成。
风力发电机的核心部件是风轮。
风轮由数片叶片组成,叶片的形状和材料选择对风力发电机的性能有着重要影响。
一般来说,叶片采用空气动力学设计,以最大程度地捕捉和利用风能。
叶片通常采用轻质但坚固的材料,如纤维增强塑料或复合材料,以提高强度和耐久性。
传动系统是将风轮的旋转动能传递给发电机的关键部分。
传动系统通常由主轴、齿轮箱和发电机轴组成。
主轴将风轮的旋转动能传递给齿轮箱,齿轮箱通过齿轮的配合将速度和扭矩转化为适合发电机工作的转速。
齿轮箱的设计要考虑到转速变化范围、传动效率和可靠性等因素。
发电机是将机械能转化为电能的关键部件。
风力发电机常用的发电机类型有同步发电机和异步发电机。
同步发电机是将风轮的旋转速度与电网频率同步,通过控制风轮的转速来调整发电机的输出电压和频率。
异步发电机则通过变频器控制转速和电压频率的匹配。
发电机的设计和选型要考虑到风轮的转速、电压和功率等要求。
控制系统是风力发电机的重要组成部分。
控制系统能够监测风速、风向和发电机的运行状态,根据实时数据调整风轮的转速和发电机的输出功率。
控制系统还能对风力发电机进行故障检测和保护,确保其安全稳定地运行。
现代风力发电机通常配备智能化的控制系统,具备远程监控和自动化调节的功能。
除了以上核心部件,风力发电机还包括塔架和基础等支撑结构。
塔架是风力发电机安装的基础,用于提高风轮的高度,以获取更强的风能。
塔架的高度和结构要考虑到风力发电机的维护和运输等因素。
基础是将风力发电机固定在地面的结构,需要具备足够的稳定性和承载能力。
总结起来,风力发电机的结构与组成包括风轮、传动系统、发电机和控制系统等核心部件,以及塔架和基础等支撑结构。
这些部件相互配合,实现了风能到电能的转化,为清洁能源的发展做出了积极贡献。
随着技术的不断创新和进步,风力发电机的效率和可靠性将进一步提高,为可持续发展做出更大的贡献。
风力发电组成及原理
风力发电组成及原理---1. 前言本文将介绍风力发电的组成和原理。
风力发电是一种可再生能源的发电方式,利用风能转化为电能。
它具有环保、可持续和减少碳排放的优点,因此在能源领域得到越来越广泛的应用。
2. 风力发电组成风力发电主要由以下几个组成部分构成:2.1 风机风机是风力发电系统的核心部件,通常由风轮、主轴、发电机和控制系统组成。
它的主要功能是将风能转化为机械能。
2.2 塔筒塔筒是支撑风机的结构,通常由混凝土或钢材制成。
它的高度往往决定着风机所能捕捉到的风能的多少。
2.3 基础基础是承载整个风力发电系统的结构,既可以是混凝土基础,也可以是钢材基础。
它的稳固性对整个系统的安全运行至关重要。
2.4 控制系统控制系统是风力发电系统的大脑,负责监测和控制风机的运行。
它可以根据风速的变化调整风机的转速,并将机械能转化为电能。
3. 风力发电原理风力发电是利用风能将风机旋转,进而驱动发电机产生电能的过程。
其原理如下:- 当风吹过风机的风轮时,风轮受到风力的作用开始旋转。
- 风轮的旋转通过主轴传递给发电机,并带动发电机转动。
- 发电机内部的磁场与线圈之间的相互作用产生电压和电流。
- 电压和电流通过变压器进行升压处理后,输入电网,供应给用户使用。
4. 结论风力发电系统是由风机、塔筒、基础和控制系统等组成的。
利用风力转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。
风力发电是一种环保、可持续和有效的发电方式,将在未来的能源领域发挥重要作用。
---请注意,以上内容仅供参考,详细的风力发电原理和组成可能有所变化。
在实际应用中,请参考相关可靠资料和专业人士的建议。
本文内容仅供参考,请勿引用未经确认的内容。
风力发电机组的组成
风力发电机组的组成风力发电机组是一种利用风能转换为电能的一种装置,它由风轮、风速传感器、变流器和其他部件组成。
一、风轮风轮是整个发电机组的核心部件,它是将风能转换为机械能的装置。
它由轮毂、轮皮和叶片三大部分组成。
轮毂部分由铸铁或铝合金材料制成,设有轴承,将风轮固定在轴上,并使其旋转;轮皮由镀锌板材或不锈钢板制成,用于形成整体结构;叶片部分由碳纤维或玻璃纤维复合材料制成,叶片数量可以根据需要设计,一般为3~6片。
二、风速传感器风速传感器是测量风速的装置,它可以检测出风轮的转速,通过对风速的检测,使风轮以最佳的转速运行,从而获得最佳的发电效率。
风速传感器的常用装置有热电偶、传感器等。
三、变流器变流器是一种用于将交流电转换成直流电的装置,它是一种半导体器件,可以将交流电转换成直流电。
风力发电机组中的变流器包括桥式整流器、门控整流器、双极性整流器等,它们可以将交流电转换成直流电,并将其输出到电网中。
四、控制器控制器是一种电子设备,它可以根据实际情况调节风轮的转速,从而保证发电机组的最佳性能。
它还可以根据风速变化对发电机组进行负荷调节,从而使发电机组保持稳定工作状态。
五、风力发电机风力发电机是风力发电机组的重要组成部分,它将风轮旋转产生的机械能转换为电能,并输出到电网中。
它采用永磁异步发电机,具有较高的效率和可靠性,而且具有较高的稳定性。
六、安全保护装置风力发电机组的安全保护装置是为了保障发电机组的安全运行而设置的装置,包括漏电保护器、避雷器、温度保护器等。
它们可以在发电机组发生故障时,立即停止发电机组的运行,从而保护发电机组的安全。
以上就是关于风力发电机组的组成的详细说明,它由风轮、风速传感器、变流器、控制器、风力发电机和安全保护装置组成。
它们可以有效地将风能转换为电能,为人们提供可再生的可持续的能源。
风力发电的组成
风力发电的组成一、风力发电的基本组成风力发电主要由风机、传动系统、发电机、控制系统和电力系统组成。
1. 风机风机是风力发电的核心部件,它由塔筒、叶片、机舱和控制系统等组成。
塔筒是支撑整个风机的结构,通常由混凝土或钢筋混凝土制成。
叶片是转动捕捉风能的部分,它们通常由纤维复合材料或玻璃钢制成。
机舱包含发电机和传动系统等关键装置,用于将风能转化为电能。
控制系统负责监测和控制风机的运行状态,确保其安全高效运行。
2. 传动系统传动系统是将风机旋转的机械装置,通常由齿轮箱和轴组成。
风机叶片捕捉到的风能通过传动系统传递给发电机,进而产生电能。
传动系统需要具备高效传递能量和承受大风荷载的能力。
3. 发电机发电机是将机械能转化为电能的关键设备。
在风力发电中,通常采用异步发电机或永磁同步发电机。
当风机叶片旋转时,传动系统将转动力传递给发电机,发电机通过磁场感应原理产生电能。
4. 控制系统控制系统是风力发电的大脑,负责监测风速、风向等环境参数,并根据这些参数调整风机的角度和转速,以实现最佳的发电效果。
控制系统还能对风机进行故障检测和保护,确保风机的安全运行。
5. 电力系统电力系统是将风能转化为可供使用的电能的关键环节。
风机发电后的交流电通过变压器升压后送入输电网,供用户使用。
电力系统还包括电缆、开关设备等组成部分,用于输送和分配电能。
二、风力发电的工作原理风力发电的工作原理是利用风能带动风机叶片旋转,进而驱动发电机产生电能。
当风吹过风机的叶片时,由于叶片的特殊形状,风的动能被转化为叶片的动能。
叶片的运动带动传动系统,将动能传递给发电机。
发电机通过磁场感应原理,将机械能转化为电能。
最终,通过控制系统和电力系统,将产生的电能输送到用户。
风力发电的效率受到多个因素影响,其中最重要的是风速和叶片面积。
风速越高,风能转化为机械能的效率越高;叶片面积越大,能够捕捉到的风能越多。
此外,风向、空气密度、叶片材料等因素也会影响风力发电的效果。
风力发电机组的组成部分
风力发电机组的组成部分风力发电机组是一种利用风能转换成电能的装置,由多个组成部分构成。
以下是风力发电机组的组成部分。
风轮叶片:风轮叶片是风力发电机组的最重要的部分之一,负责将风能转换成旋转动能。
一般来说,风轮叶片采用高强度的玻璃纤维和碳纤维制成,能够抵御强风和风暴的冲击。
发电机:发电机是将风轮的旋转动能转换成电能的设备,通常是由永磁体或电磁铁制成的。
发电机转速的变化会影响输出电压的大小和稳定性。
控制系统:控制系统包括电子元件、传感器、控制器和软件等,用于监测和控制风力发电机组的运行。
控制系统能够实时调整风轮叶片的角度和发电机的转速,以确保风力发电机组的运行稳定。
塔架:塔架是风力发电机组的支撑结构,通常采用钢管或混凝土建造。
塔架的高度对于风力发电机组的输出功率有着直接的影响,因为风速会随着高度的增加而增加。
变桨系统:变桨系统是控制风轮叶片角度的设备,可以根据风速的变化实时调整叶片的角度,以最大程度地利用风能。
风速传感器:风速传感器用于测量风速和风向,以便控制系统能够及时调整风轮叶片的角度和发电机的转速。
风力发电机组是一个复杂的系统,由多个组成部分构成,这些部分紧密协作,以实现将风能转换成电能的目的。
除了上述提到的组成部分,风力发电机组还包括以下一些重要的组成部分。
齿轮箱:风力发电机组需要将风轮旋转的低速运动转换成高速运动,这就需要齿轮箱来完成。
齿轮箱由一系列齿轮和轴承组成,能够实现高效率的能量转换。
刹车系统:刹车系统是用于紧急制动风力发电机组的设备。
在遇到紧急情况时,刹车系统能够立即刹停风轮的旋转,以确保风力发电机组的安全运行。
冷却系统:风力发电机组在运行时会产生大量的热量,需要通过冷却系统来散热。
冷却系统包括风扇、散热器和泵等设备,能够保证风力发电机组长时间的运行稳定性。
输电系统:输电系统是将风力发电机组产生的电能输送到电网的设备。
输电系统包括变压器、开关设备和电缆等部分,能够实现电能的高效输送。
风力发电机的组成
风力发电机的组成风力发电机是一种利用风能转化为电能的设备,由多个组件组成。
下面将介绍风力发电机的主要组成部分。
1. 风轮:风轮是风力发电机的核心部件,也是最重要的组成部分之一。
它通常由数个叶片组成,将风能转化为机械能。
风轮的叶片材料通常采用高强度、轻质的复合材料,以便更好地承受风的力量,并且具有良好的耐腐蚀性能。
2. 发电机:发电机是将机械能转化为电能的关键组件。
当风轮叶片受到风的推动而旋转时,通过传动装置将机械能传递给发电机,发电机则将机械能转化为电能。
发电机通常采用同步发电机,其工作原理是利用电磁感应原理,通过转子和定子之间的相对运动产生感应电流。
3. 塔架:塔架是支撑风力发电机和风轮的重要支架。
它的作用是将风轮提升到较高的高度,以便获取到更稳定、更强劲的风能资源。
塔架通常采用钢结构,具有足够的强度和稳定性,以应对复杂的环境条件和风的力量。
4. 控制系统:控制系统是风力发电机的智能核心,用于监控和控制整个发电系统的运行。
它可以实时监测风速、风向、发电机的工作状态等参数,并根据这些参数进行智能调节和控制,以确保风力发电机的安全稳定运行。
控制系统还可以对发电机进行故障检测和维护,提高发电机的可靠性和稳定性。
5. 变速箱:变速箱是将风轮旋转的低速机械能转化为发电机需要的高速机械能的装置。
由于风速是不稳定的,需要通过变速箱来调整风轮的转速,使其与发电机的额定转速相匹配,以确保发电机的正常工作。
6. 停机制:停机制是风力发电机的安全保护装置,用于在遇到极端天气或故障情况下停止发电机的运行。
当风力发电机检测到风速过大或发生其他故障时,停机制会自动启动,将发电机刹车停止,以保护整个系统的安全。
7. 电缆和输电系统:电缆和输电系统用于将风力发电机产生的电能传输到消费者或电网中。
电缆将发电机产生的电能传输到变电站,经过变压、变频等处理后,再通过输电系统将电能传输到需要的地方。
风力发电机的组成部分都起着重要的作用,各个部件之间相互配合,共同实现将风能转化为电能的目标。
风力发电机组的组成部分
风力发电机组的组成部分风力发电机组是一种利用风能将其转化为电能的设备。
它主要由风轮、传动装置、发电机、控制系统和支架等几部分组成。
在接下来的文章中,我们将逐一对风力发电机组的这几个组成部分进行详细的介绍。
风轮风轮是风力发电机的核心组成部分,它承担着转化风能为机械能的任务。
它通常是由多个叶片组成,且尺寸和形状各异,一般有二、三、四、五等不同叶片数。
在风能的作用下,叶片旋转,通过传动装置将旋转的能量传递到发电机中。
传动装置传动装置是将叶轮旋转能量传递给发电机的一个重要组成部分,它由减速器和轴系组成。
减速器是将叶轮高速旋转的转速减低至适合发电机的转速。
轴系是机组整个旋转系统的支撑,也是组织叶片旋转的“传动桥梁”。
发电机发电机是将叶轮通过传动装置所传递过来的机械能转化为电能的关键部分。
它的工作原理是利用磁场和电流的相互作用,将机械能转化为电能,这样才能将风能转为可用的能源。
发电机的容量决定了风力发电机组的发电量和输出功率的大小。
控制系统控制系统是风力发电机组的大脑,它可以控制机组安全和高效的运转。
它主要由风速测量系统、偏航控制系统和保护控制系统三个部分组成。
风速测量系统从风速仪接收风速信息,控制机组的转动;偏航控制系统使风能在不同方向吹来时,机组转向对准风源;保护控制系统可以监测机组的运行情况,检测可能出现的故障,保护整个机组安全运行。
支架支架是风力发电机组的支撑系统,不仅支持机组转动和发电,还要承受外界风的冲击和风压。
支架的稳定性和结构的合理性是机组运行的保证,它直接决定机组的寿命和运行安全性。
最后,风力发电机组需要完整、可靠的网络系统对每个部件进行监控和管理。
在低效率的情况下,风力发电机组的维护和管理非常昂贵,这一点需要重视。
维护保养包括检查和更换零部件,也包括保持机组的清洁,尤其是叶片的定期清洗。
只有保证每个部分的正常运行,才能摆脱燃煤和核能等传统能源的依赖,更好地利用风能进行能源转换。
简述风力发电机组的组成
简述风力发电机组的组成
风力发电机组由多个主要部分组成:
1. 风轮(又称风叶或葉片):通常由3片或更多的葉片组成,葉片安装在轮毂上,随着风的吹动而旋转。
2. 轴:连接风轮与发电机的重要组成部分。
3. 发电机:将风能转换成电能的设备,根据风轮的旋转产生电力。
4. 风向传感器:用于监测风的方向,以便自动调整风轮的角度和方向。
5. 控制系统:由电子设备组成,用于监测和控制风力发电机组的运行情况,包括自动调整风轮角度、限制风速、维护和故障诊断等。
6. 塔或支架:支撑整个风力发电机组的结构,将风轮置于合适的高度以获取更强的风能。
7. 变频器:将风力发电机产生的电力转换为交流电,并控制电流、电压和频率等参数。
8. 储能设备:用于存储发电机组产生的电力,以便在风力不稳定或不可用时提供持续的电能供应。
以上是风力发电机组主要的组成部分,不同的风力发电机组可能还有其他部件和组件,但整体的工作原理和基本组成大致相同。
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二、风力发电系统有哪些设备组成
2.1 基本原理和部件组成如下:
大部分风电机具有恒定转速,转子叶片末的转速为64米/秒,在轴心部分转速为零。
距轴心四分之一叶片长度处的转速为16米/秒。
图中的黄色带子比红色带子,被吹得更加指向风电机的背部。
这是显而易见的,因为叶片末端的转速是撞击风电机前部的风速的八倍。
大型风电机的转子叶片通常呈螺旋状。
从转子叶片看过去,并向叶片的根部移动,直至到转子中心,你会发现风从很陡的角度进入(比地面的通常风向陡得多)。
如果叶片从特别陡的角度受到撞击,转子叶片将停止运转。
因此,转子叶片需要被设计成螺旋状,以保证叶片后面的刀口,沿地面上的风向被推离。
2.2 风电机结构
机舱:机舱包容着风电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风电机塔进入机舱。
机舱左端是风电机转子,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:转子轴心附着在风电机的低速轴上。
低速轴:风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。
图中显示了风电机偏航。
通常,在风改变其方向时,风电机一次只会偏转几度。
电子控制器:包含一台不断监控风电机状态的计算机,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电机的转动,并通过电话调制解调器来呼叫风电机操作员。
液压系统:用于重置风电机的空气动力闸。
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。
一些风电机具有水冷发电机。
塔:风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。
它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。
管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。
格状的塔的优点在于它比较便宜。
风速计及风向标:用于测量风速及风向。
蓄电池:是发电系统中的一个非常重要的部件,多采用汽车用铅酸电瓶,近年来国内有些厂家也开发出了适用于风能太阳能应用的专用铅酸蓄电池。
也有选用镉镍碱性蓄电池的,但价格较贵。
控制器和逆变器:风力机控制器的功能是控制和显示风力机对蓄电池的充电,以保证蓄电池不至于过充和过放,以保证蓄电池的正常使用和整个系统的可靠工作。
目前风力机控制器一般都附带一个耗能负载,它的作用是在蓄电池瓶已充满,外部负荷很小时来吸纳风力机发出的电能。
逆变器:逆变器是把直流电(12V、24V、36V、48V)变成220V交流电的装置,因为目前市场上很多用电器是220V供电的,因此这一装置在很多应用场合是必须的。
2.3 风电机发电机
风电机发电机将机械能转化为电能。
风电机上的发电机与你通常看到的,电网上的发电设备相比,有点不同。
原因是,发电机需要在波动的机械能条件下运转。
2.3.1 输出电压
大型风电机(100-150千瓦)通常产生690伏特的三相交流电。
然后电流通过风电机旁的变压器(或在塔内),电压被提高至一万至三万伏,这取决于当地电网的标准。
大型制造商可以提供50赫兹风电机类型(用于世界大部分的电网),或60赫兹类型(用于美国电网)。
2.3.2 冷却系统
发电机在运转时需要冷却。
在大部分风电机上,发电机被放置在管内,并使用大型风扇来空冷;一部分制造商采用水冷。
水冷发电机更加小巧,而且电效高,但这种方式需要在机舱内设置散热器,来消除液体冷却系统产生的热量。
2.3.4 启动及停止发电机
如果你通过弹开一个普通开关,将大型风电机发电机与电网连接或解开,你很可能会损毁发电机、齿轮箱及邻近电网。
2.3.5 发电机电网的设计
风电机可以使用同步或异步发电机,并直接或非直接地将发电机连接在电网上。
直接电网连接指的是将发电机直接连接在交流电网上。
非直接电网连接指的是,风电机的电流通过一系列电力设备,经调节与电网匹配。
采用异步发电机,这个调节过程自动完成。
2.4 转子叶片
2.4.1 转子叶片轮廓(横切面)
风电机转子叶片看起来像航行器的机翼。
实际上,转子叶片设计师通常将叶片最远端的部分的横切面设计得类似于正统飞机的机翼。
但是叶片内端的厚轮廓,通常是专门为风电机设计的。
为转子叶片选择轮廓涉及很多折衷的方面,诸如可靠的运转与延时特性。
叶片的轮廓设计,即使在表面有污垢时,叶片也可以运转良好。
2.4.2 转子叶片的材质
大型风电机上的大部分转子叶片用玻璃纤维强化塑料(GRP)制造。
采用碳纤维或芳族聚酰胺作为强化材料是另外一种选择,但这种叶片对大型风电机是不经济的。
木材、环氧木材、或环氧木纤维合成物目前还没有在转子叶片市场出现,
尽管目前在这一领域已经有了发展。
钢及铝合金分别存在重量及金属疲劳等问题,他们目前只用在小型风电机上。
2.5 风电机齿轮箱
为什么要使用齿轮箱?
风电机转子旋转产生的能量,通过主轴、齿轮箱及高速轴传送到发电机。
为什么我们不能通过主轴直接驱动发电机?
如果我们使用普通发电机,并使用两个、四个或六个电极直接连接在50赫兹交流三相电网上,我们将不得不使用转速为1000至3000转每分钟的风电机。
对于43米转子直径的风电机,这意味着转子末端的速度比声速的两倍还要高。
另外一种可能性是建造一个带许多电极的交流发电机。
但如果你要将发电机直接连在电网上,你需要使用200个电极的发电机,来获得30转每分钟的转速。
另外一个问题是,发电机转子的质量需要与转矩大小成比例。
因此直接驱动的发电机会非常重。
使用齿轮箱,你可以将风电机转子上的较低转速、较高转矩,转换为用于发电机上的较高转速、较低转矩。
风电机上的齿轮箱,通常在转子及发电机转速之间具有单一的齿轮比。
对于600千瓦或750千瓦机器,齿轮比大约为1比50。
2.6 风电机偏航装置
风电机偏航装置用于将风电机转子转动到迎风的方向。
2.6.1 偏航误差
当转子不垂直于风向时,风电机存在偏航误差。
偏航误差意味着,风中的能量只有很少一部分可以在转子区域流动。
如果只发生这种情况,偏航控制将是控制向风电机转子电力输入的极佳方式。
但是,转子靠近风源的部分受到的力比其它部分要大。
一方面,这意味着转子倾向于自动对着风偏转,逆风或顺风的汽轮机都存在这种情况。
另一方面,这意味着叶片在转子每一次转动时,都会沿着受力方向前后弯曲。
存在偏航误差的风电机,与沿垂直于风向偏航的风电机相比,将承受更大的疲劳负载。
2.6.2 偏航机构
几乎所有水平轴的风电机都会强迫偏航。
即,使用一个带有电动机及齿轮箱的机构来保持风电机对着风偏转。
本图显示的是750千瓦风电机上的偏航机构。
我们可以看到环绕外沿的偏航轴承,及内部偏航马达及偏航闸的轮子。
几乎所有逆风设备的制造商都喜欢在不需要的情况下,停止偏航机构。
偏航机构由电子控制器来激发。
2.6.3 电缆扭曲计数器
电缆用来将电流从风电机运载到塔下。
但是当风电机偶然沿一个方向偏转太长时间时,电缆将越来越扭曲。
因此风电机配备有电缆扭曲计数器,用于提醒操作员应该将电缆解开了。
类似于所有风电机上的安全机构,系统具有冗余。
风电机还会配备有拉动开关,在电缆扭曲太厉害时被激发。