风力发电机结构组成及其应用
永磁同步风力发电系统的组成、工作原理及控制机理
永磁同步风⼒发电系统的组成、⼯作原理及控制机理永磁同步风⼒发电系统的系统基本组成、⼯作原理、控制模式论述1.系统的基本组成：直驱式同步风⼒发电系统主要采⽤如下结构组成：风⼒机（这⾥概括为：叶⽚、轮毂、导航罩）、变桨机构、机舱、塔筒、偏航机构、永磁同步发电机、风速仪、风向标、变流器、风机总控系统等组成。
其中全功率变流器⼜可分为发电机侧整流器、直流环节和电⽹侧逆变器。
就空间位置⽽⾔，变流器和风机总控系统⼀般放在塔筒底部，其余主要部件均位于塔顶。
2.⼯作原理：系统中能量传递和转换路径为：风⼒机把捕获的流动空⽓的动能转换为机械能，直驱系统中的永磁同步发电机把风⼒机传递的机械能转换为频率和电压随风速变化⽽变化的不控电能，变流器把不控的电能转换为频率和电压与电⽹同步的可控电能并馈⼊电⽹，从⽽最终实现直驱系统的发电并⽹控制。
3.控制模式：风⼒发电机组的控制系统是综合性控制系统。
它不仅要监视电⽹、风况和机组运⾏参数，对机组运⾏进⾏控制。
⽽且还要根据风速与风向的变化，对机组进⾏优化控制，以提⾼机组的运⾏效率和发电量。
风⼒发电控制系统的基本⽬标分为三个层次：分别为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。
控制系统主要包括各种传感器、变距系统、运⾏主控制器、功率输出单元、⽆功补偿单元、并⽹控制单元、安全保护单元、通讯接⼝电路、监控单元。
具体控制内容有：信号的数据采集、处理，变桨控制、转速控制、⾃动最⼤功率点跟踪控制、功率因数控制、偏航控制、⾃动解缆、并⽹和解列控制、停机制动控制、安全保护系统、就地监控、远程监控。
⼀、系统运⾏时控制：1、偏航系统控制：偏航系统的控制包括三个⽅⾯：⾃动对风、⾃动解缆和风轮保护。
1)⾃动对风正常运⾏时偏航控制系统⾃动对风，即当机舱偏离风向⼀定⾓度时，控制系统发出向左或向右调向的指令，机舱开始对风，当达到允许的误差范围内时，⾃动对风停⽌。
2)⾃动解缆当机舱向同⼀⽅向累计偏转2~3圈后，若此时风速⼩于风电机组启动风速且⽆功率输出，则停机，控制系统使机舱反⽅向旋转2~3圈解绕；若此时机组有功率输出，则暂不⾃动解绕；若机舱继续向同⼀⽅向偏转累计达3圈时，则控制停机，解绕；若因故障⾃动解绕未成功，在扭缆达4圈时，扭缆机械开关将动作，此时报告扭缆故障，⾃动停机，等待⼈⼯解缆操作。
风力发电机的构造
风力发电机的构造风力发电机是一种利用风能将其转化为电能的设备。
它是由多个关键部件组成的，包括风轮、发电机、控制器和塔架等。
下面将详细介绍风力发电机的构造。
一、风轮风轮是风力发电机的核心部件，它负责将风能转化为机械能。
风轮通常由数片叶片组成，可以根据需要调整叶片的角度。
当风经过叶片时，叶片会受到风力的推动而旋转。
风轮的设计和材料选择非常重要，既要考虑受力平衡，又要保证叶片的轻巧和坚固。
二、发电机发电机是将机械能转化为电能的设备。
在风力发电机中，通常使用的是同步发电机。
当风轮旋转时，通过传动装置将其机械能传递给发电机转子，进而产生电能。
发电机的转子由电磁铁和线圈组成，当转子旋转时，线圈中的导线会产生磁场，从而感应出电流。
这种感应电流经过整流装置进行整流，最终输出直流电能。
三、控制器控制器是风力发电机的重要部件，它负责调节风力发电系统的运行状态。
控制器通常包括风速测量装置、转速控制装置和电压控制装置等。
风速测量装置可以实时监测风速的变化，根据风速的大小调整叶片的角度，以保证风轮的转速在合适范围内。
转速控制装置可以根据需要调整发电机的转速，以适应不同的风速条件。
电压控制装置可以监测发电机输出电压的稳定性，确保电能的质量。
四、塔架塔架是支撑风力发电机的结构，它通常由钢材制成，具有足够的强度和稳定性。
塔架的高度可以根据风能资源的分布和地理条件来确定。
一般来说，塔架越高，风力发电机的叶片就可以获得更多的风能，从而提高发电效率。
同时，塔架还需要考虑抗风性能，以确保风力发电机在恶劣天气条件下的安全运行。
总结：风力发电机的构造包括风轮、发电机、控制器和塔架等关键部件。
风轮负责将风能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，控制器调节风力发电系统的运行状态，塔架支撑整个设备。
这些部件相互配合，共同完成风力发电的转化过程。
风力发电机的构造设计需要考虑叶片的形状和材料、发电机的类型和转速控制、以及塔架的高度和稳定性等因素。
风电机组成部分及结构原理
异步双馈发电机 额定功率：1545kW 额定转速：1800rpm 重量：7t
齿轮箱（Gearbox）
作用： 将输入轴的低转 速经若干级齿轮 传动变换到输出 轴的高转速，传 输比为1:90。 结构： 三级行星齿轮传 动机构。
1.2 叶 片（Blade）
叶片主要作
用是吸收风 能。
3.7 低压开关和控制装置
主要元件: 低压配电盘 电压供应 开关部件，包括电脑 变频器
3.8 电源连接
转子叶片角度的调整是由三个转子叶片分别变 桨的，三个调整叶片用的驱动装置和各自的能 源缓冲器(不需外来的能源供应可用来关掉设备和一个 电子元件）与转子叶片角度的同步和实际值控制器一 起安放在转子轮毂里。由于三个转子叶片可分开调整， 三个制动系统也是各自独立的。 除此之外，在快速转动的驱动装置轴上还有一个机械 式制动装置。 当安全关机装置或手动关机装置启动 时，这个机械式制动装置就会起作用，最大的制动力 矩是风力发电设备的额定力矩的1,6倍。 机舱是透过球型旋转接口跟塔身联接， 风向追踪是 用电子方位驱动。
3.6 液压制动
液压机组的功能是打开刹车，或是在设备 运作中维持刹车在开着的状态。这套系统 以 “failsafe”的模式工作, 也就是说，系统 故障时弹簧会启动制动装置的闭合。 停电时，制动装置的液压阀门的开关继电 器的电压供应会中断。在无电压状态下阀 门通风所需的压力下降，制动垫层会被弹 簧推向制动片。
3.2 机 舱
机舱放置在塔的最上端，风力发电设备 的运转所需要的所有功能组件都安装在 机舱里。机舱的里面可供人行走，从塔 筒里面的梯子可进入机舱, 但必须事先启 动相关的锁定装置 (可参考安全指示)。 机舱的外壳是光纤强化塑料 ，上层的壳 盖可用吊车吊起。
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装置，它由多个部件组成。
本文将介绍风力发电机的结构与组成。
一、塔架风力发电机的塔架是支撑整个设备的基础结构，通常由钢铁或混凝土建造而成。
塔架的高度往往决定了风力发电机的发电效率，因为高度可以使其处于更高的风速区域。
二、风轮风轮是风力发电机的核心部件，也被称为风力涡轮机。
它由多个叶片组成，通常为三片或更多片。
叶片的材料通常是复合材料，如玻璃纤维和碳纤维。
风轮的主要作用是捕捉风能并转化为旋转动能。
三、发电机发电机是将旋转的机械能转化为电能的设备。
在风力发电机中，发电机通常位于塔架的顶部，与风轮相连。
它通过叶片的旋转运动产生电流，将机械能转化为电能。
四、变速器变速器是控制风轮旋转速度的装置。
由于风速的不稳定性，风力发电机需要根据风速的变化来调整旋转速度，以保持发电效率。
变速器可以根据需要调整风轮旋转的速度，使其始终在最佳工作状态。
五、控制系统风力发电机的控制系统负责监测和控制整个发电过程。
它可以实时监测风速、风向、温度等参数，并根据这些参数来调整发电机的工作状态。
控制系统还可以进行故障检测和保护，确保风力发电机的安全运行。
六、电力传输系统电力传输系统将发电机产生的电能传输到电网中。
它包括变压器、电缆和开关装置等设备。
变压器用于提高或降低电压，以适应电网的要求。
电缆用于连接发电机和电网，将电能传输到用户。
七、基础设施除了上述主要部件外，风力发电机还需要一些基础设施来支持其正常运行。
例如，风力发电机需要道路或平台来进行维护和保养。
此外，还需要配套的风能资源评估系统和监测系统，以提高发电效率和安全性。
总结起来，风力发电机的结构与组成主要包括塔架、风轮、发电机、变速器、控制系统、电力传输系统和基础设施。
这些部件相互协作，将风能转化为电能，实现可持续发展的清洁能源。
风力发电机的不断发展和推广将对环境保护和能源安全产生积极影响。
风力发电机的构造及工作原理_风能发电的原理
风力发电机的构造及工作原理_风能发电的原理风力发电机是很多人都熟悉的发电机种类，但是大多数的人不清楚风力发电机是如何发电的。
下面一起来看看小编为大家整理的风力发电机的构造及工作原理，欢迎阅读，仅供参考。
风力发电机结构机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。
机舱左端是风力发电机转子，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600千瓦风力发电机上，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：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。
在现代600千瓦风力发电机上，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，或风力发电机被维修时。
发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。
在现代风力发电机上，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。
通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。
电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，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力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。
液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。
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。
一些风力发电机具有水冷发电机。
塔：风力发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。
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。
风力发电机组内部结构
风力发电机组内部结构
风力发电机组内部结构主要由风轮、发电机、机舱、塔架和控制系统等部分组成。
风轮：包括叶片、轮毂和加固件等，是风力发电机组中最重要的部分之一，其作用是将风的动能转换为机械能。
当风吹动叶片时，叶片会带动轮毂旋转，进而带动发电机发电。
发电机：发电机是风力发电机组中的核心部分，其作用是将风轮旋转的机械能转换为电能。
发电机通常由定子和转子两部分组成，定子固定不动，而转子则随着风轮的旋转而旋转。
机舱：机舱是安装风力发电机组的主要部位之一，通常由钢板制成封闭的箱形结构，内部安装有发电机、齿轮箱、刹车系统、偏航系统等关键部件。
机舱的作用是保护内部设备免受外部环境的影响，并确保设备的安全运行。
塔架：塔架是支撑风力发电机组的重要部分，通常由钢管或角钢制成，其高度和直径根据机组的功率和风速等条件而定。
塔架的作用是支撑风轮和机舱，并将它们固定在适当的高度上，以便捕获更多的风能。
控制系统：控制系统是风力发电机组的“大脑”，负责监测和控制机组的运行状态。
控制系统通常由传感器、控制器和执行机构等部分组成，可以实时监测风速、风向、发电机转速等参数，并根据这些参数调整机组的运行状态，确保机组的稳定运行和最
大发电量的输出。
除了上述主要部分外，风力发电机组还包括变速箱、主轴承、电气系统、液压系统、冷却系统、刹车系统等辅助部分，这些部分共同协作，确保风力发电机组的正常运行和高效发电。
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。
风力发电机的组成部件及其功用
风力发电机的组成部件及其功用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、传动装置、发电机、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介绍它的各主要组成部件及其工作情况。
图3-3-4和3-3-5是小型和中大型风力发电机的结构示意图。
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—控制/逆变器图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志。
其作用是捕捉和吸收风能，并将风能转变成机械能，由风轮轴将能量送给传动装置。
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（见图第二节的图3-2-3）：平板型、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用弧板型，也有采用平板型的。
图3-3-7所示为风力发电机叶片（横截面）的几种结构。
图3-3-6 风轮1.叶片2.叶柄3.轮毂4.风轮轴图3-3-7 叶片结构（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）选用。
用铝合金挤压成型的叶片（图中之e），基于容易制造角度考虑，从叶根到叶尖一般是制成等弦长的。
叶片的材质在不断的改进中。
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，机头与塔架的联结部件是机头座与回转体（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，它牢固如否将直接关系到风力机的安危与寿命。
《风力发电机概述》课件
风能的转换受到风速、风向、地形、气候等多种因素的 影响，需要合理选址和设计才能实现高效的风能转换。
风力发电机的工作流程
风车叶片旋转
当风吹过风车叶片时，叶片受到风的压力而 旋转。
发电机发电
传动系统
叶片的旋转通过传动系统传递到发电机转子 ，使转子转动。
发电机转子的转动产生电流，经过整流和变 压后输出电能。
噪音和视觉污染
大型风力发电机组在运行过程中会产生噪音，对周围居民 的生活产生影响，同时其庞大的结构和旋转的叶片也会对 景观造成一定程度的视觉污染。
维护和管理难度
风力发电机组通常安装在偏远地区，维护和管理难度较大 ，需要专业的技术和设备支持。
风力发电的未来发展
技术进步
随着科技的进步，风力发电机组的设计和制造技术将不断改进，提高 发电效率和降低成本。
家庭小型风力发电机
家庭小型风力发电机是一种适 合家庭和小型企业使用的风力
发电机。
家庭小型风力发电机通常采用 垂直轴或水平轴设计，利用小
型涡轮机产生电能。
家庭小型风力发电机具有较低 的安装和维护成本，能够满足 家庭和小型企业的电力需求。
家庭小型风力发电机的发电量 较小，通常用于补充电网供电 或为独立电力系统提供电力。
交通设施
在高速公路、铁路等交通设施中，可以利用 风能资源建设风力发电设施，为交通设施提 供辅助电力。
D
风力发电机的工作原理
02
风能转换原理
01
风能转换原理
风力发电机利用风的动力，通过风车叶片的旋转驱动发 电机转子的转动，从而将风能转换为电能。
02
风能的特点
风能是一种清洁、可再生的能源，具有分布广泛、能量 密度低、不稳定等特点。
风力发电机的结构和工作原理
风力发电机的结构和工作原理引言风力发电是一种利用风能将其转化为电能的可再生能源技术。
风力发电机作为其中的核心设备，其结构和工作原理对于风力发电的效率和可靠性起着关键作用。
本文将详细介绍风力发电机的结构和工作原理。
结构风力发电机一般由以下几个基本部件组成：1. 风轮（风叶）：风轮是将风能转化为机械能的组件，通常由3个或更多风叶组成。
风轮材料通常采用轻质、高强度的复合材料，以减轻负荷和提高耐久性。
2. 轴：轴是风轮与齿轮箱之间的连接部件，承受风轮产生的扭矩。
3. 齿轮箱：齿轮箱通过传递能量，将风轮转动的较低速度高扭矩转化为发电机所需的较高速度低扭矩。
齿轮箱一般由多个齿轮组成，可以实现变速比的调节。
4. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的核心部件。
风力发电机通常采用三相异步发电机，根据需要可以采用不同的输出电压和功率。
5. 塔架：塔架是支撑整个风力发电机的结构，一般由钢铁或混凝土制成，高度根据具体的风力资源和发电机功率而定。
工作原理风力发电机的工作原理可以简单分为以下几个步骤：1. 风能转化：当风流经风轮时，风轮受到风力的作用而旋转。
风轮的旋转速度取决于风速和风轮的设计参数。
2. 机械能转化：旋转的风轮通过连接的轴将机械能传递到齿轮箱中。
齿轮箱根据需要调整速度和扭矩，将低速高扭矩的机械能转化为高速低扭矩。
3. 电能生成：高速低扭矩的转动经过传动装置传递给发电机。
发电机利用电磁感应原理将机械能转化为交流电能。
输出的电能可以通过变压器进行调整和输送。
4. 输电和利用：发电机输出的电能通过输电线路输送到电网，供给人们日常生活和工业生产所需的电力。
结论风力发电机是将风能转化为电能的重要设备。
其结构和工作原理的合理设计和高效运行是确保风力发电的可靠性和经济性的关键。
随着技术的不断进步，风力发电机的效率将不断提高，为可持续发展提供更多清洁能源。
以上就是风力发电机的结构和工作原理的介绍。
对于进一步了解和深入研究风力发电技术的人们，需要更加详细和专业的知识和实践经验。
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。
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。
叶片的基本结构及其主要功能
叶片的基本结构及其主要功能
风力发电机叶片是风力发电机重要的部件之一，它从本质上可以说是将风力转变成机械能的转化器。
风力发电机叶片的基本结构和主要功能就是
它应用在转子和静止子上。
转子上的叶片是由定
子来定向把叶片放在齿轮和螺旋桨，可以抓住风力，转化为机械能；定子上的结构是用于风力发
电机叶片安装，把叶片放入定子中，使叶片的叶
片的角落被夹紧，固定稳定。
推进结构的风力发电机叶片是由前叶片，后叶
片和中间叶片组成，根据去向决定了叶片的数量
和形状，而且叶片的曲率和厚度都很重要。
这样
推动结构的叶片，它们不仅能抓住风力，产生推
进力，而且可以把风力转化为机械能。
另外，当
风的方向改变时，它也能非常灵活地适应需求。
外用叶片连接杆，可以使转回轴固定在叶片一端，使整个叶片结构能有效调节抓取风力的角度，实
现自动调节的功能。
建议结构的风力发电机叶片主要由高性能工程
塑料，碳纤维和树脂组成，有轻量，强度高，耐
磨性好等特点。
风力发电机中，叶片是负责将风
能转变为推进力的重要组成部分，它占到了电产
量贡献的70%-80%，因此，研究和优化叶片的
性能对发电量有着至关重要的作用。
总之，风力发电机叶片是风力发电机不可或缺
的一部分，它的主要功能就是抓住风力，转化为
机械能。
它的轻量，高强度，耐磨性好和很好的
推进性能，令它成为便携式仿生风力发电机的主
要部件之一。
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。
风力发电机电机结构
风力发电机电机结构风力发电机是一种将风能转化为电能的设备，其主要组成部分是电机。
电机是风力发电机中最关键的部分，它负责将风能转化为机械能，并通过发电机产生电能。
本文将从电机结构、工作原理和应用领域等方面对风力发电机电机进行详细介绍。
一、电机结构风力发电机电机的结构主要包括定子、转子和轴承等部分。
定子是电机的静态部分，由电枢绕组、铁芯和支撑结构组成。
电枢绕组是定子上的线圈，通过电流产生磁场。
铁芯是定子的主要磁路，其作用是集中和导引磁场。
支撑结构负责固定定子的位置。
转子是电机的动态部分，由磁体、轴和风轮等组成。
磁体是转子上的线圈，通过电流产生磁场。
轴是连接转子和风轮的部分，负责传递转矩。
风轮是转子的外部部分，受到风的作用而旋转，通过轴传递转矩给转子。
轴承是支撑转子旋转的部分，主要包括主轴承和辅助轴承。
主轴承负责支撑转子的重力和风力引起的轴向力和径向力。
辅助轴承则用于支撑转子的侧向力和扭矩。
二、电机工作原理风力发电机电机的工作原理是利用风能带动风轮旋转，进而带动转子旋转。
当风轮旋转时，风能转化为机械能，通过轴传递给转子。
转子在磁场的作用下产生感应电动势，通过发电机产生电能。
具体来说，风轮旋转时，风轮上的磁体通过磁场与定子上的电枢绕组相互作用，产生感应电动势。
电枢绕组中的电流在磁场的作用下产生力矩，驱动转子旋转。
同时，电枢绕组中的电流也通过发电机产生电能。
三、电机应用领域风力发电机电机广泛应用于风力发电场。
风力发电是一种清洁能源，具有资源丰富、可再生、环境友好等优点，因此在能源领域得到了广泛的应用。
风力发电机电机作为风力发电的核心组件，发挥着至关重要的作用。
除了风力发电场，风力发电机电机也可以应用于其他领域。
例如，可以用于船舶上的风力发电装置，通过利用海上的风能产生电能，满足船舶的电力需求。
此外，风力发电机电机还可以应用于户外照明设备、农业灌溉系统等领域，为人们的生活和工作提供便利。
总结：风力发电机电机是风力发电的核心部件，通过将风能转化为机械能，并通过发电机产生电能。
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。
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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电励磁直驱同步发电机组的特点
➢通过调节转子励磁电流，可保持发电机的 端电压恒定； ➢定子绕组输出电压的频率随转速变化； ➢可采用不控整流和PWM逆变，成本较低； ➢转子可采用无刷旋转励磁； ➢转子结构复杂，励磁消耗电功率； ➢体积大、重量重，效率稍低。
永磁直驱同步发电机组的功率变换电路
永磁直驱同步发电机组的特点
有力的政策支持
2006年1月：《可再生能源法》 2007年9月：《可再生能源中长期发展规划》 2009年： 《新能源产业振兴规划》
《新能源产业振兴规划》
到2011年： 风电装机3500万千瓦 其中陆地3000万千瓦，海上500万千瓦 新能源在能源结构中比例达2%（含水电10%） 新能源发电占总装机比例5%（含水电25%） 新能源产业增加直接投资9700亿 带动社会间接投资2万亿
风力发电功率预测的方法
➢物理方法：先预测风机轮毂高度处的气象信息如 风速和风向，再利用风机的功率曲线得到风机的实 际输出功率；需要利用数值天气预报NWP的信息； ➢统计方法：实质是在系统的输入（NWP/历史统计 数据/实测数据）和风机功率之间建立一种线性映射 关系。常用的有时间序列法ARMA、卡尔曼滤波、灰 色预测法等； ➢学习方法：利用人工智能的方法建立输入和输出 之间的非线性模型，如人工神经元网络ANN、小波分 析法、支持向量机法等。 ➢发展趋势：NWP的利用和多种预测方法的综合
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。
小结：
（1）笼型异步发电机成本低、可靠性高，在定速 和变速全功率变换风力发电系统中将继续扮演重要 角色；
（2）双馈异步发电机系统具有最高的性价比，特 别适合于变速恒频风力发电。将在未来数年内继续 称为风电市场上的主流产品；
（3）直驱型同步风力发电机及其变流技术发展迅 速，利用新技术有望大幅度减小低速发电机的体积 和重量。
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：
➢永磁发电机具有最高的运行效率； ➢永磁发电机的励磁不可调，导致其感应电动势随 转速和负载变化。采用可控PWM整流或不控整流后 接DC/DC变换，可维持直流母线电压基本恒定，同 时可控制发电机电磁转矩以调节风轮转速； ➢在电网侧采用PWM逆变器输出恒定频率和电压的 三相交流电，对电网波动的适应性好； ➢永磁发电机和全容量全控变流器成本高； ➢永磁发电机存在定位转矩，给机组起动造成困难。
市场上2MW以上大型风力发电机组
风电功率预测
必要性： ➢风电装机容量增大，对电力系统的影响越来越大 ➢风力发电具有间歇性和不确定性 ➢为保证系统稳定运行，必须增加旋转备用容量， 间接地增加了风力发电的整体运营成本 ➢通过对大型风电场的输出功率进行准确的短期和 中期预测，可以大幅降低系统的旋转备用容量，有 效降低风力发电的整体运营成本，为电网的运行调 度提供依据，成为风电接入电网的关键技术之一
➢风电总装机容量快速增长，风电比重不断加大； ➢单个风电场装机容量不断增加，已有多个10万千瓦 级风电场投运，正建千万千瓦级大型风电基地； ➢风电场接入系统的电压等级由低到高(110kV)； ➢风电机组的种类不断增多，从早期的定速风电机组 （1MW以下），到双馈感应风力发电和直驱同步风力 发电（1MW以上）
双馈型异步发电机组的效率
效率(%)
100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 0
双馈发电机效率曲线
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600
负载功率(kW)
双馈型异步风力发电机组的特点
（1）连续变速运行，风能转换率高； （2）部分功率变换，变流器成本相对较低； （3）电能质量好（输出功率平滑，功率因数高）； （4）并网简单，无冲击电流； （5）降低桨距控制的动态响应要求； （6）改善作用于风轮桨叶上机械应力状况 ； （7）双向变流器结构和控制较复杂； （8）电刷与滑环间存在机械磨损。
国产600kW交直交双向功率变换器 （IGBT+DSP）
交直交双向功率变换器
➢两套PWM控制型三相开关桥“背靠背”，中间存 在电容支撑的直流母线； ➢在任一时刻，一套三相桥处于脉冲整流状态； 而另一套处于逆变状态； ➢发电机侧三相开关桥采用定子磁场定向矢量控 制和空间电压矢量PWM控制方法； ➢电网侧三相开关桥采用电网电压定向矢量控制 和空间电压矢量PWM控制方法； ➢可实现发电机输出的有功和无功功率解耦控制。
（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。
风力机风能转换效率特性
• 风轮的功率
P
1 2
AV
3C
p
• 风能转换率
Cp f (TSR, )
• 叶尖速比
双馈型异步风力发电机组的原理
➢引入转子交流励磁变流器，控制转子电流； ➢转子电流的频率为转差频率，跟随转速变化； ➢通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于 由电网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； ➢通过调节转子电流的幅值，可控制发电机定子输 出的无功功率； ➢转子绕组参与有功和无功功率变换，为转差功率， 容量与转差率有关（约为全功率的S倍）。
双馈型异步风力发电机组
主电路：双馈异步发电机+交直交双向功率变换器
国产1MW双馈型异步风力发电机
双馈异步发电机
➢绕线型转子三相异步发电机的一种； ➢定子绕组直接接入交流电网； ➢转子绕组端接线由三只滑环引出，接至一台双向 功率变换器； ➢转子绕组通入变频交流励磁； ➢转子转速低于同步转速时也可运行于发电状态； ➢定子绕组端口并网后始终发出电功率；但转子绕 组端口电功率的流向取决于转差率；
国内外风电功率预测现状
西班牙： ➢LocalPred-RegioPred：西班牙可再生能源中心， 2001 ➢SIPREoLICO：西班牙卡洛斯III大学开发，2002
美国： ➢eWind：AWS Truewind开发，1998
电动机状态
S n1
nT
S n1
nT
N
n n＞n1＞0
n1
s＜0
0
N 0＜n＜n1
0＜s＜1
0
1s
用转差率s可以表示异步电机的运行状态!
笼型异步风力发电机的特点
（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；
风力发电机组结构组成应用
提纲
一． 国内外风力发电的发展概述 二． 风力发电的基本原理 三． 风力发电系统的分类 四． 笼型异步风力发电机组 五． 双馈型异步风力发电机组 六． 直驱型同步风力发电机组 七． 风电功率预测 八． 风电场的并网技术 九． 风电场的低电压穿越能力LVRT 一○．储能装置的应用
混合励磁直驱同步发电机组
混合励磁直驱同步发电机组的特点
➢利用转子的凸极磁阻效应，增强永磁发电机的调 磁能力； ➢采用部分功率容量的SVG逆变器向发电机机端注 入无功电流，以调节发电机的端电压； ➢无需全功率容量的脉冲整流或DC-DC变换器，可 明显节省变流器的容量； ➢SVG逆变器可兼有有源滤波的功能，能够改善发 电机中的电流波形，降低发电机的谐波损耗和温升。
直驱型同步发电机组
电励磁直驱同步发电机组 永磁直驱同步发电机组 混合励磁直驱同步发电机组
采用同步发电机的必要性
➢同步发电机用作风力发电机时，即可直接 向交流负载供电，也可经整流器变换为直流 电，向直流负载供电。因此，同步风力发电 机已成为中小容量风力发电机组的首选机型。
➢近年来，在大容量风力发电机组产品中， 同步风力发电机也已暂露头角，有望成为未 来的主力机型。
到2020年： 风电装机1.5亿千瓦 其中陆地1.2亿千瓦，海上3000万千瓦 建设六个陆上千万千瓦级风电基地及其外送联网工程 新能源在能源结构中比例达9%（含水电20%） 新能源发电装机占总装机比例达15%（含水电35%） 新能源产业增加直接投资45000亿 带动社会间接投资9万亿
我国风电发展特点
由ARMA的平稳性和可逆性分析确定ANN的网络结构 由ANN网络实现次日风电功率的滚动预测
国内外风电功率预测现状
德国： ➢WPMS：ISET（德国太阳能研究所）开发，2001，
应用于四家电网公司 ➢Previento：德国奥尔登堡大学开发，2002
丹麦： ➢Prediktor：Riso开发，1994年开始运行 ➢WPPT：丹麦技术大学开发，1994 ➢Zephy：丹麦技术大学开发，2003
风力发电的基本原理
我上到风机上了
风力发电系统的分类
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：