风电机组结构概述
上海电气风力发电 机组结构
过压保护器： dc-link电压过高 时开启，短路转 子，保护变频器
技术参数
• 同步转速1000 rpm • 转速范围700至1300 rpm • 额定转速1100 rpm • 额定电压690V +/- 10% • 额定功率1250kW • 10秒平均最大功率1665kW • 电网频率50Hz +/-1Hz • 功率因数可调范围：容性0.9至感性0.95 • 变频器容量：545 kVA • 转子电流：400A（额定功率和额定转速下） • 转子电压：220V （额定功率和额定转速下）
• 将工作区域及有电区域用栏杆或者保护罩 隔开
安全告示
电气系统维护
• 维护电气系统零部件时只能使用绝缘工具。 • 通常是不允许带电作业的。如果不得不进
行带电作业，则必须由电气专家操作。
• 必须根据实际情况使用适当的保护设备和 安全
• 装置（保护面罩，橡胶手套和绝缘工具）。
安全告示
电气系统维护
• 在风力发电机组塔架底部的变电站，维护 变电站时变压器的中压线路必须切断，特 别是检查连接螺栓时。
液压系统
• 定桨距风力发电机组中,液压系统的主要任 务是执行风力发电机组的气动刹车
• 变桨距风力发电机组中,液压系统的主要作 用是变桨距,偏航和偏航制动，实现风力发 电组的转速控制,功率控制,同时实现机械刹 车制动.
• 拖动偏航制动器松开或锁紧 • 为偏航驱动器提供动力
塔架与基础
• 是风力发电机组的主要承载部件 • 人员进出风机的通道 • 电缆通道
齿轮箱
• 将风轮的机械能由主轴增速后传递给发电 机,并使其得到相应的转速.
发电机
• 将齿轮箱输出的机械能转换为电能
偏航系统
• 与风力发电机组的控制系统相互配合,使风 力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
海上风电机组基础结构课件
能源安全
海上风力发电可以减少对 化石燃料的依赖，提高能 源安全性。
经济发展
海上风力发电项目可以促 进当地经济发展，提高就 业率，同时为政府带来税 收收入。
海上风电机组的基础结构类型
单桩基础
单桩基础由一个大型桩柱 和上部结构组成，通过桩 柱将机组重量传递到海底 地基。
导管架基础
导管架基础由一个或多个 导管架组成，上面安装有 叶片和机舱等设备。
疲劳分析
考虑到海上风电机组运行过程中承受的疲劳载荷 ，对关键部位进行疲劳分析和优化。
结构设计的优化
材料选择
选择高强度、轻质、耐腐蚀的材料，提高基础结构的性能和耐久 性。
构造优化
通过优化基础结构的构造方式，提高整体性能和稳定性。
细节处理
对关键部位进行细节处理，如加强筋、倒角等，提高结构的安全性 和可靠性。
安装质量控制
验收质量控制
在安装过程中，进行质量检验和监督，确 保安装精度和质量。
在验收时，进行质量检验和评估，确保基 础结构的质量和安全性。
安装过程中的问题及解决方案
定位精度问题
在安装过程中，可能存在定位精度不足的问题，导致安装 困难。解决方案是使用高精度的GPS等定位设备，提高定 位精度。
支撑架稳定性问题
浮体基础
浮体基础由浮体和锚链组 成，通过锚链将机组固定 在指定位置。
海上风电机组的基础结构材料
高强度钢材
用于制造桩柱、导管架和锚链 等结构件。
铝合金
用于制造叶片和其他轻量化部件。
复合材料
用于制造机舱罩、导流罩等部件， 具有轻量化和抗腐蚀等优点。
02
海上风电机组基础结构设 计
结构设计原则
安全性
海上风电机组基础结构应能够承 受极端自然环境和地震等自然灾 害的影响，确保结构安全性和稳
风力发电-ppt概述
5.2 风力机基本型式
5.2 风力机
5.2 风力机基本型式
达里厄式风力机 利用翼型的升力做功 Φ型风轮弯叶片只承受张力， 不承受离心力载荷 Φ型叶片重量轻，转速高 不便采用变桨矩方法实现自启 动和控制转速 扫掠面积小
功功率；
（3）通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输出的无
04
电压决定的定子磁场，从而在转速高于和低于同步转速时都能保持发电状态；
（2）通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于由电网
03
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
（1）转子电流的频率为转差频率，跟随转子转速变化；
风力发电技术
PART 1
风力机系统： 桨叶 轮毂 主轴 调桨机构（液压或电动伺服 机构） 偏航机构（电动伺服机构） 刹车、制动机构 风速传感器
风力发电机系统
发电机系统： 发电机 励磁调节器（电力电子变换器） 并网开关 软并网装置 无功补偿器 主变压器 转速传感器
风力发电机系统
5.1 风力发电机组分类
02
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
双馈异步发电机的运行原理— 转子交流励磁
01
与转差率有关（约为电磁功率的0.3倍，|s|<0.3）
（4）转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率，容量
05
系统特点：
变速恒频双馈异步风力发电机系统
连续变速运行，风能转换率高； 部分功率变换，变频器成本相对较低； 电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； 并网简单，无冲击电流； 降低桨距控制的动态响应要求； 改善作用于风轮桨叶上机械应力状况； 双向变频器结构和控制较复杂； 电刷与滑环间存在机械磨损。
明阳半直驱风电机组结构
明阳半直驱风电机组结构下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!随着清洁能源的发展，风力发电作为其中一种绿色能源备受关注。
风力发电机组的结构及组成
4 玻璃钢叶片的优点
可充分根据叶片的受力特点设计强度和刚度 容易成型，易于达到最大气动效果的翼型 优良的动力性能和较长的使用寿命 维修简便，以节省大量人力物力 耐腐蚀性和耐气候性好 易于修补
20
3.2.2 轮毂
轮毂是将叶片和叶片组固定到转轴上的装置。它 将风轮的力和力矩传递到主传动机构中
• 轮毂是用铸钢或钢板焊接而成。铸钢在加工前 要对其进行探伤，绝不允许有夹渣，缩孔，砂 眼，裂纹等缺陷。焊接的轮毂，其焊缝必须经 过超声波检查，并按浆叶可能承受的最大离心 力载荷确定钢板的厚度。此外，还要考虑交变 应力引起的焊缝疲劳
叶片的主要材料特性
纤维增强复合材料 玻璃纤维复合材料 碳纤维复合材料 玻璃钢复合材料
3 玻璃钢叶片
用于叶片制造的材料一般有木材、金属，如 钢和铝，以及玻璃钢。由于叶片的木材一般要选 用优质木材，如桦木、核桃木等，材料来源困难、 取材率低、造价高、维修不便。钢金属材料制造， 又存在加工复杂、工艺装备多、生产周期长、产 品不耐腐蚀等一系列问题。因此，目前在国内已 很少选用木材或金属制造叶片，大多数采用玻璃 钢。
轮箱；7－刹车机构；8－联轴器；9－发电机；10－散热器；11－冷却风扇 ；12－风速仪和风向标；13－控制系统；14－液压系统；15－偏航驱动； 16－偏航轴承；17－机舱盖；18－塔架；19、变桨距部分
3.2.1 风轮及其组成
叶片
风轮 轮毂
风轮 轴
风轮的组成图
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志。风轮的作用是捕捉和 吸收风能。并将风能转变成机械能。再由风轮轴 将能量送给传动装置以水平轴升力型风力机的风 轮为例(下图)来说明风轮功率的计算。
第三讲 风力发电机组的结构及组成
风电机组工作原理及结构
风电机组工作原理及结构
概述：
随着清洁能源的发展，风力发电逐渐成为一种重要的可再生能源。
风电机组是将风能转化为电能的关键设备。
本文将介绍风电机组的工作原理及其结构。
一、工作原理：
风电机组的工作原理可以简单地描述为将风能转化为电能的过程。
具体来说，风能通过风轮转动传递到发电机，通过发电机的转动产生交流电能。
1. 风轮：
风轮是风电机组的核心组件，也称为风力涡轮机。
其作用是将风能直接转化为机械能。
风轮通常由数片叶片组成，可以根据所在地区的风能特征和设计要求来确定叶片的数量和形状。
当风刮过叶片时，叶片会因风压力的作用而转动，进而驱动传动系统。
2. 传动系统：
传动系统是连接风轮和发电机的重要部分。
其作用是将风轮产生的转动力矩转化为转速和转向适合于发电机的机械能。
传动系统通常包括齿轮箱、扭矩支撑装置等。
齿轮箱由一组齿轮组成，通过合理设置齿轮的大小和布局，可以实现风轮与发电机之间的匹配。
3. 发电机：
发电机是将机械能转化为电能的关键组件。
风电机组中常用的发电机有同步发电机和异步发电机两种。
- 同步发电机采用恒速运行，其转速与电网的基准频率一致。
因此，在风速变化时，需要通过调节传动系统来保持发电机的转速恒定。
同步发电机具有较高的效率和较好的稳定性，但需要额外的调速系统来控制电流输出。
- 异步发电机通过变频器控制转速，可以实现风速变化时的自动调节。
它具有较低的成本和较好的适应性，但在部分负载或低负载情况下，效率较低。
二、结构：。
风电机组结构及选型
第一节风电机组结构1．外部条件根据最大抗风能力和工作环境的恶劣程度，按强度变化的程度对风电机组进行分级。
根据IEC61400设计标准，共分为4级。
一类风场I：参考风速为50m/s，年平均风速为10m/s，50年一遇极限风速为70m/s，一年一遇极限风速为52.5m/s；二类风场II：参考风速为42.5m/s，年平均风速为8.5m/s，50年一遇极限风速为59.5m/s，一年一遇极限风速为44.6m/s；三类风场III：参考风速为37.5m/s，年平均风速为7.5m/s，50年一遇极限风速为52.5m/s，一年一遇极限风速为39.4m/s；四类风场IV：低于三类风场风速，属低风速区，鲜有商业风电场开发。
对电网的要求：电压波动为额定值±10%，频率波动为额定值±5%。
2．机械结构2.1总体描述整机是建立在钢结构底座上，该结构应具有很大的强韧度，底部由坚固底法兰组成，风电机组所有的主要部件都连接于其上。
发电机固定位置与机舱轴线偏离,以使得风电机组在满载运行时，整机质心与塔架和基础中心相一致。
偏航机构直接安装在机舱底部，机舱通过偏航轴承与偏航机构连接，并安装在塔架上，整个机舱底部对叶轮转子到塔架造成的动力负载和疲劳负荷有很强的吸收作用。
机舱座上覆盖有机舱罩，材料是玻璃钢，具有轻质高强的特点，有效地密封，以防止外界侵蚀，如雨、潮湿、盐雾、风砂等。
产品生产采用多种工艺，包括：滚涂、轻质RTM、真空灌注等，机舱罩主体部分设置PVC泡沫夹层，以增加强度。
内层设置消音海绵，以降低主机噪声。
机舱上安装有散热器，用于齿轮箱和发电机的冷却；同时，在机舱内还安装有加热器，使得风电机组在冬季寒冷的环境下，机舱内保持在10℃以上的温度。
2.2载荷情况- 启动：从任一静止位置或空转状态到发电过渡期间，对风电机组产生的载荷。
- 发电：风电机组处于运行状态，有电负荷。
- 正常关机：从发电工况到静止或空转状态的正常过渡期间，对风电机组产生的载荷。
风力发电机组基本结构与工作原理
电气工程新技术专题题目：风力发电机组基本结构与工作原理及其控制技术专业：电气工程及其自动化班级：*********姓名：*********学号：*********指导老师：*********本周的电气工程新技术专题中，主要讲解了一些关于风力发电机组的基本姐与工作原理方面的知识，使我们对此有了初步的认识，下面我将简单叙述一下我对风力发电机的了解。
风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。
广义的说，它是一种以太阳微热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。
风力发电机利用的是自然能源，相对柴油发电要好得多。
但若应急来用的话还是不如柴油发电机。
风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。
一、风力发电机的基本结构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。
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。
（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。
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。
风电机组工作原理及结构
风电机组工作原理及结构一、引言随着可再生能源的发展，风电作为其中的重要组成部分，正逐渐成为全球能源领域的热门话题。
风电机组是实现风能转化为电能的核心设备，其中的工作原理和结构是了解风电技术的基础。
本文将详细介绍风电机组的工作原理及结构，为读者提供全面的了解和参考。
二、工作原理风电机组的工作原理主要基于风能的转化，大致可分为以下几个步骤：1. 风能转化为机械能：当风吹来时，风轮叶片会受到风的作用力而转动。
这种转动是因为叶片形状的设计使得风在叶片上形成较高的气流速度，从而产生了气动力。
这种气动力将风能转化为叶片上的机械能。
2. 机械能转化为电能：风轮叶片连接着主轴，当叶片转动时，主轴也会随之旋转。
主轴连接着发电机的转子，通过转子的转动可以将机械能转化为电能。
发电机内部的线圈接收转子的转动力，并通过磁场产生电流。
3. 电能传输：由于风能是不稳定的，可能会出现风速的波动。
为了能够稳定地将风能转化为电能，风电机组通常与电网相连。
通过电网，风电机组可以将产生的电能传输到电网中供应给用户使用。
而当风速不足时，也可从电网中获取所需的电能。
三、结构介绍风电机组的主要结构包括以下几个组成部分：1. 风轮叶片：风轮叶片是风电机组的核心部分。
它们通常采用轻质但坚固耐用的材料制作，如玻璃纤维等。
叶片的设计非常重要，一方面要具备良好的气动性能，以最大化地捕捉到风能；另一方面要具备足够的强度和刚度，以承受风的作用力。
2. 主轴：主轴连接着叶片和发电机转子，它通常采用高强度的金属材料制造，如钢铁等。
主轴需要具备足够的刚度和韧性，以承受叶片转动时的力量，并将这些力量传递给发电机转子。
3. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的关键设备。
它的转子由主轴带动，通过旋转产生电流。
发电机内部的线圈通过与转子的磁场相互作用产生电流，然后通过电缆传输到电网。
4. 塔架：塔架是支撑风电机组的结构。
由于风轮叶片较大，所以需要一个高大的塔架将整个风电机组抬升到适当的高度，使叶片能够捕捉到足够的风能。
第3章风力发电机组的结构
3.2.1 3.2.2 3.2.3
ห้องสมุดไป่ตู้
叶片 轮毂 变桨机构
3.2 风轮
3.2.1 叶片
1)良好的空气动力外形，能够充分利用风电场的风资源条件，获得尽可能多的风能。 2)可靠的结构强度，具备足够的承受极限载荷和疲劳载荷能力；合理的叶片刚度、叶 尖变形位移，避免叶片与塔架碰撞。 3)良好的结构动力学特性和气动稳定性，避免发生共振和颤振现象，振动和噪声小。 4)耐腐蚀、防雷击性能好，方便维护。 5)在满足上述目标的前提下，优化设计结构，尽可能减轻叶片重量、降低制造成本。 1.叶片几何形状及翼型 2.叶片结构、材料及制造 3.气动制动系统 4.叶根连接 5.叶片失效与防护措施
2.基本性能
图3-3 变速风力发电机组的功率曲线
3.主要机组类型
(1)上风向机组和下风向机组 水平轴风电机组根据在运行中风轮与塔架的相对位置， 分为上风向风力发电机组和下风向风力发电机组，如图3-4所示。 (2)失速机组与变桨机组 当风速超过额定风速时，为了保证发电机的输出功率维持 在额定功率附近，需要对风轮叶片吸收的气动功率进行控制。 (3)带增速齿轮箱的风电机组、直驱风电机组和半直驱风电机组 风电机组通过传动 系统连接风轮和发电机，把风轮产生的旋转机械能传输到发电机，并使发电机转子达 到所需要的转速。 (4)陆地风电机组和海上风电机组 由于陆地地形地貌限制以及风电场噪声等对环境 的影响，自20世纪90年代起，国外开始建造近海风电场，并且成为未来风电发展的一 个趋势。
5.叶片失效与防护措施
0.tif
图3-17 叶片故障实例 0.TIF
5.叶片失效与防护措施
0318.TIF 图3-18 叶片故障统计
5.叶片失效与防护措施
图3-19 叶片对气动性能的影响
海上风电机组结构
海上风电机组结构海上风力发电是一种在全球范围内广泛应用的可再生能源，而风电机组的结构是整个系统的核心部分。
本文将详细介绍海上风电机组结构的各个主要组成部分。
1.风轮风轮是风电机组的核心部件，它利用风力带动发电机工作。
一般来说，风轮包括叶片和轮毂两部分。
此外，根据不同的设计，风轮还可以包含刹车装置和测风设备等其他部件。
这些部件能够有效地吸收并利用风能，提高风电机组的效率。
2.塔筒塔筒是风电机组的另一重要部件，它负责将风轮吸收到的能量传输到发电机。
一般来说，塔筒包括底座、中间段和顶端三部分。
此外，塔筒还需具有防腐蚀和耐久性，并能承受很大的力量。
它不仅支撑着整个风电机组的结构，还将风能转化为电能的过程中的关键环节。
3.齿轮箱齿轮箱是连接风轮和发电机的关键部件，它可以将风轮的高速转动变为发电机的工作转速，从而将动能转化为电能。
此外，齿轮箱还需具有很高的准确性和稳定性，从而保证电力的质量。
齿轮箱的设计和制造需要经过精密的计算和实验验证，以确保其性能达到最优。
4.发电机发电机是风电机组的核心部件，它负责将动能转化为电能。
根据不同的设计，发电机包括的部件也不尽相同。
例如，水平轴风电机组通常使用的是三相异步发电机或双馈异步发电机，而垂直轴风电机组则可能使用的是直线发电机或旋转发电机。
5.控制系统控制系统是保证风电机组正常工作的关键，它负责监测风电机组的运作状态，并对其进行及时维护和修复。
控制系统一般由各种传感器、控制器和执行器等组成，能够实时监测和控制风电机组的各个部件。
6.变压器变压器是将电压转换成用户所需电压的重要设备，它可以将高压电变为低压电，保证用电的安全性和稳定性。
对于海上风电机组来说，变压器也是必不可少的设备之一，因为它需要将海上与陆地电网连接起来，实现电能的传输和分配。
7.支撑结构支撑结构包括机座、横梁等部件，它们负责支撑整个机组的工作，并保证其稳定的运转。
这些部件的设计和制造也需要经过精密的计算和实验验证，以确保其能够承受住各种恶劣环境和载荷条件下的运行。
风力发电机组的结构简介
发电机组的自动启动、自动调向、自动调速、自 动并网、自动解列、运行中机组故障时的自动停 机、自动执行电缆解绕、过振动停机以及风速过 大时的自动停机等自动控制。 风电
场的各风电机组群之间可以实现联网管理、互相 通信，出现故障的风电机组会在微机总站的微机 终端和显示器上显示出来，可以进行程序的调出 和修改程序等操作，实现现场无人值守
叶片一直正对着风的方向，以充分利用风的能量， 在机舱转盘底座上安装了调向机构。由调向电机 和调向制动器来共同实现该功能。调向系统具有 自动解缆和扭缆保护装置。 风轮
的直径比较大，在运行时转速比较低。为匹配交 流发电机，满足发电机的转速要求，在低速的风 轮轴和高速的发电机轴之间安装有增速器，使传 递到发电机轴上的转速达到发电机的额
机组现场具有可靠的通信连接。 风力发电机的微机自动控制是将风向标、风速仪、 风轮的转速、发电机的电压、电流、频率等参数， 以及发电机温升、增速器温升、机舱和塔架的
振动、电缆的过缠绕、电网的电压、电流、频率 等传感器信号，通过A/D转换，输送给微机，微 机进行分析比较后，再按设定的程序发出各种执 行指令。从而实现风力发电机组的自
的方向转动一定的角度，来使叶片所接受的风能 减少，以维持风轮在额定的转速之内运行；当风 速减小时，微机发出的指令信号与前述相反，变 桨矩液压油缸动作，以减小叶片的安装
角，使叶片所接受的风能增加，维持风轮在额定 的转速范围内运转。 交流发电机的防护等级应能满足防盐雾、防沙尘 暴的要求。在湿度较大的地区，发电机内部还设 有加热装置，
由叶片带动垂直轴转动，再去带动发电机进行发 电。垂直轴风力发电机的增速器、联轴器、发电 机、制动器等都是安装在地面上的，整个机组的 安装、调试和维修均比水平轴风力发电
机要方便一些。但由于一些难以解决的技术问题， 垂直轴风力发电机的发展和应用受到了很大的限 制。下面主要介绍水平轴风力发电机的结构以及 工作过程。 大型水平轴风力发电
风力发电机概述,风力发电机工作原理,风力发电机各个部件介绍
风力发电机概述一、风力发电机风力发电的原理简单来说：风力发电原理是把风的动能转换为风轮轴的机械能最后到电能！工作原理现代变速双馈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。
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）。
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。
就1500千瓦风机而言，一般在3米/秒左右的风速自动启动，在11.5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。
二、风力发电机结构风力发电机整机主要包括：1.机座2.传动链（主轴、齿轮箱）3. 偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）4.踏板和棒5.电缆线槽6.发电机7.联轴器8.液压站9.冷却泵(风冷型无) 10.滑环组件11.自动润滑12.吊车13.机舱柜14.机舱罩15.机舱加热器16.轮毂17.叶片18.电控系统等。
1、机座：机座是风力发电整机的主要设备安装的基机座：础，风电机的关键设备都安装在机座上。
(包括传动链（主轴、齿轮箱）、偏航组件（偏航驱动、偏航刹车钳、偏航轴承）、踏板和棒、电缆线槽、发电机、联轴器、液压站、冷却泵(风冷型无)、滑环组件、自动润滑、吊车、机舱柜、机舱罩、机舱加热器等。
机座与现场的塔筒连接，人员可以通过风电机塔进入机座。
机座前端是风电机转子，即转子叶片和轴。
2、偏航装置偏航装置：：自然界的风，方向和速度经常变化，为了使风力机能有效地捕捉风能，就相应设置了对风装置以跟踪风向的变化，保证风轮基本上始终处于迎风状况。
风电原理及结构详解
风电原理及结构详解
一、风电原理
风力发电是利用风能转化为电能的原理，通过风力发电机组将风能转化为电能。
当风吹向风力发电机时，风力发电机叶片受到风的冲击而旋转，从而带动发电机转动，产生电能。
通过调节发电机的输出电压和频率，可以实现并网发电，为电网提供稳定的电能。
二、风电结构
风电结构包括风力发电机组、输电线路、变电站等部分。
其中，风力发电机组是风电的核心部分，包括叶片、齿轮箱、发电机、塔筒等部分。
1. 叶片：是风力发电机组中最重要的部分之一，它能够吸收风能并将其转化为机械能，从而驱动发电机转动。
叶片的形状和材料直接影响着风能利用率和发电效率。
2. 齿轮箱：是连接叶片和发电机的中间部分，它将叶片传来的低速旋转转化为高速旋转，从而提高发电机的发电效率。
齿轮箱是风力发电机组中较为昂贵的部分，同时也是故障率较高的部分。
3. 发电机：是风力发电机组中的主要部分之一，它将机械能转化为电能。
发电机通常采用无刷双馈异步发电机或永磁同步发电机等类型。
4. 塔筒：是支撑整个风力发电机组的部分，高度一般在60-100米之间。
塔筒通常采用钢材或混凝土制成，其结构必须能够承受强风、暴雪等极端天气的影响。
5. 输电线路：是将电能从风力发电机组输送到变电站的线路，通常采用高压输电线路，以保证电能传输的稳定性和经济性。
6. 变电站：是将电能从输电线路进一步升压或降压，以满足不同地区用电需求的部分。
变电站通常包括变压器、开关柜等设备。
1。
- 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)。
(二)变速(变频)系统
对于目前几乎的所有变速型机组，无论是双馈型、半直驱型，还是直
驱型机组 ， 都毫不例外地使用了变频器 CFrequency Converter) .因此在现在
以及将来的一段时间内，变频器必将作为风力发电机组中发电机控制的关键设
备而长期存在。变频器，顾名思义就是对频率进行变换的器件 ， 它是机组中最 重要的电控设备之
24VDC 供电与信号电缆、通信电缆等。
而轮毅中的变桨电气柜一般为七柜式 : 三个轴柜，分别负责三个时片
的变桨电机的控制 ， 主要包含三个变桨电机和电磁刹车的驱动装置 ， 三个电池
柜，包含有三个时片在紧急情况下的顺桨供电电池 ， 一个变桨主控柜 ， 负责向
三个轴柜和三个电池柜供电 ， 并收集三个时片的相关信息。或者为四柜式将
(8) 刹车片厚度监测、刹车片温度检测 ，
小球 (Micon 600kW) 、振动摆锤 (G5X 850kW) 等 ，
( 0 ) 其它带辅助触点的
变送器 ，如超速监测棋块、振动监测棋块、过热保护模块 等。 4 、液压系统
液压系统是风力发电机组很重要的执行子 系统之一 ， 主控系统通过电
磁阀(包括 比例阀)以及压力传感器、压力继电器(压力开关)构成控制闭环 ，
机外转子(永磁体)相连接。
( 三 〉发电机
发电机是风力发电机组最重要的设备之一，是机电一体化的产物。从 机械角度看 ， 发电机的安装、对中、减震等都很重要。
(四〉液压系统
在风力发电机组中 ， 液压系统是机组重要的执行系统，从液压系统的
组成上来说， 它主要包括动力元刊 一二液压泵、执行元件一二液压缸和液压马 达、控制元件 各种控制阀 、 辅助元1'1 蓄能器和油箱等 :从液压的应用
主要包括以下部分发电机、并网装置、主断路器、变频器主回路等。
2 、机组与风场通信系统
机组通信系统主要是指轮载、 !Jlh甘、塔底之间的信息交换 ， 机组通信
都采用总线通讯方式。常用的通讯协议有 RS485 、 RS232 、 RS422 、 Profibus 、
Modbus 、 CAN 等 。
风场的通信是靠 SCADA 来实现的。 SCADA 是 Supe r visory
联轴器是连接传动轴 (driving shaft ， 指齿轮箱高速轴)和非传动轴
(dr i ven sha f t ，指发电机前轴)的弹性部啊。
对于直驱型机组 ， 其传ï;JJ系统由较大区别。以金风1. 5阳系列机组为 例 ，传ï;JJ系统比较特殊 ， 没有齿轮箱、联轴器 、 主轴等部件 ， 肾|轮直接与发电
四大部分之一。 变频器一般由专门的厂家设计生产，市场上也有许多成熟的产品 ， 例
， 因此本书将变频器系统作为风力发电机组电控系统中的
如龙源电气、清能华福、利得华福、 ABB 、 四门子、阿尔斯通 Alstom、 SEG 、艾 默生等公司都有产品。
( 三 〉主控系统 主控系统 CMa i n
般将变频器的柜体称作变频器柜 ， 或变频柜。
塔架与基础三大部分。
(七)电气柜体
电气柜体主要包含了机组的电气控制部件 ， 从机械角度来看 ，
电气柜
体的 #ZF、固定也非常重要。
(八〉其它附卡|
除了上述七大刊之外的其他部分，称为附料。如 :/!l/Jt}罩、爬梯、助爬
器、塔底支架等附属设备。
以上八个系统的主要机械件包括 : 时片、轮毅、变桨机构与变桨轴惑、 主轴与主轴承 、 齿轮箱 、 联轴器 、 机械刹车、偏航机构与偏航轴承、液压站结
上来说，液压系统主要包括高速轴(或低速轴)机械刹车、液压变桨、叫尖扰
流器控制、偏航阻尼控制等四个方丽。
(五〉偏航系统
偏航系统的机械部刊主要包括 : 偏航电机、偏航减速器、偏航驱动齿
轮、偏航轴承、偏航卡钳。其中偏航卡钳分为机械式偏航卡钳和液压式偏航卡
两种 ， 偏航轴承分为滑动轴承和滚动轴承两种。
(六〉支撑系统 机组的主要支撑刊构成机组的支撑系统 ， 主要包括 IJIA甘架(机架)、
器 ， 用于测量转速和位置 ， ( 4) 压力传感器 ，
(3) 光电感应式脉冲编码
(5) 加速度传感器 ， 一般用于
振Z;}J监测 ，
( 6) 电位器，又叫 变阻器 ，
( 7 ) 湿度传感器 ， 多用于湿控继电器:
(9) 测速发电机 ， 用于需转
(8) 行程开关 ， 如叶片的 0 ' 和 90 ' 限位开关 部件的速度测量 ，
Control System) . 顾名思义就是主要控制系统，是
由控制器 CPLC 、工控机等)、执行元刊、测量元 1'1 组成的系统。当前的风力发
电机组 ，
般都采用 PLC 作为主控的核心部件。 PLC. 即可编程逻辑控制器
CPr ogrammab l e Log i c Controller) 的英文缩写 ， 是当今工业控制中应用很广
Control And
Data ACQuisition 的英文缩写 ，即 监视控制与数据采集的意思。 SCAOA 系统的
应用领域很广 ， 主要应用于 电力系统、给水系统、石油、化工、铁路等的数据
采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称
远动系统。 SCADA 系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、 参数调节以及各类信号报警等各项功能。
SCADA 系统是 3C
CComput er . Control , Communication) 技术 融合的
产物 ，
目前 SCADA 技术已经发展到第四代。
3 、传感器系统
传感器是风力发电机组控制系统的耳目，控制器通过机组的传感器系
专用通信模块 ， 包含布各种通信协议和硬件接口 ， 比如以太网、 RS485 、 Prof i bus-DP 等通信模块 ， 可满足不同环境和厂家的需求。基于这些特点 . PLC
配以现场总线通讯 ， 非常适合于风力发 电机组上的应用。
风力发电机组的主要部何一般在却必内 ， 为了控制和检测这些部件 ，
以实现主控系统对液压系统的控制和监测。
目前 ， 风力发电机组中采用液压控制的机构有以下四个方而 = (1)机械刹车 ， 液压卡钳钳的控制。 5 、偏航系统 (2) 液压变桨 ， (3) 叫尖扰流器控制 ， ( 4 ) 偏航
从电控的角度看 ， 偏航系统是一个典型的随动控制系统 ， 主控通过接
触器、软起动器来控制偏航电机的正转 、 反转 ， 通过偏航传感器来检测偏航转
统感知各个位置、各个方面的信息 ， 并以此为依据进行计算 ， 然后向各执行机
构输出合适的动作量。 从原理上讲 ， 风力发电机组用到的传感器主要有 ，
包括 PTC (正温度系数)和 NTC (负温度系数)两种，
0) 混度传感器 ，
(2) 非接触磁电式脉冲
传感器，包括电容式和电感式两种 ， 用于测量转速
器 ， 以及扭揽保护行程开关 ，
齿轮箱油源、发电机绕组温度 、 I!lA时内外温度 、各电气柜体内温度、 IGBT 内核
温度、冷却媒体泪度、电池温度等 。 滤芯进口和出口泊压
继电器等 ，
(6) 压力测量
液压站油压测量 、齿轮箱
(7) 控制柜体内加热器和冷却风扇的温控继电器、 m控
(9) 振动开关，如振动
用于控制风力发电机组各处执行机构的接触器、断路器、熔断器、避 jJj器、继电器、电源模块 ， 以及各个地方的供配电设备 ， 一般都集中 安 装在电
气柜内 ， 风力发电机组的电气柜主要包括
顶部控制柜 、 底部控制柜 、 变频柜、
同步开关柜、各种配电柜、变桨内电气柜等，但是并非所有机组都含有以上柜 体。
构、机组润滑装置 、 归宿架、必必罩、塔架 、 基础等十四个部分。
构
二、电气结
如果说机械件是支撑起整个风力发电机组的筋骨 ， 那么电气件就组成 了整个机组的血液和神经系统。各个电气部件通过有机组合 ， 构成整个机组的
电气和控制系统 ， 简称电控系统。
风力发电机组的电气例分散于机组的各个部分 ， 从位置上来看 ， 电气
而对于液压变桨 ， 我们将它划归在主控部分的液压系统中。
对于电动变桨系统 ， 一般在轮毅中设置变桨电气柜来控制叫片的变桨
动作 ， 并检测时片角度及其它参数 ， 通过穿过中空的主轴的电缆(主轴电缆) 来实现轮毅与 IJL!itJ控制柜之间的能量和信息传递。为了便于叙述 ， 我们称穿过
主轴中心孔的电缆为主轴电缆，主轴电缆一般包含兰相 400VAC 供电电缆、
别进行描述。尽管变桨系统和变频系统也在 PLC 的控制和检测范围，但是变桨
系统与变频系统从控制上来说相对独立 ， 因此将二者从 主控系统 中 独立出来单
独讲解。
主控系统所包含的十五个棋块如下所示 =
1 、主 电路结构 主电路系统是风力发电机组的发电回路 ， 是大电流的流通回路，即发 电机的定转子到箱变接线端子之间的功率回路 ， 也称为风力发电机组的主回路，
件主要分散于 以下三个地方
Hale Waihona Puke ([)塔底即塔简内的底部 ，
般设置有支撑架 ，
即塔简顶
称之为塔底支架 ， 塔底支架用于放置各种电气柜和设备 ， 部 :/!lJJ iJ罩包围的部分 ， (3) 轮毅 =
(2) :/!l/，齿 。
即连接三 个阶|片和主轴的部件 ， 对于 电ï;JJ变
桨型机组的轮毅 ， 其中包含了用于变桨控制的各种电气件。
风电机组结构概述
风电机组 结 构概述
风力发电技术发展很快 ， 本人不揣浅陋，在此对风力发电机组的结构
略作概述。
风力发电机组的机械制 是指机组在各种允许的状态下 ， 始终不 带电的 零部件。相应地 ， 风力发电机组中 ， 在各种允许的状态下 ， 有可能带电的零部