B风力发电机组的结构及组成
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
风场运行面试题及答案
风场运行面试题及答案一、单选题1. 风力发电机组主要由哪几部分组成？A. 塔筒、叶片、发电机B. 塔筒、叶片、齿轮箱C. 叶片、齿轮箱、控制器D. 叶片、齿轮箱、发电机答案：D2. 风速在多少米/秒时，风力发电机组开始工作？A. 2B. 3C. 4D. 5答案：B3. 以下哪个不是风电场运行维护的主要内容？A. 定期检查叶片B. 更换润滑油C. 风力发电机组的扩建D. 检查安全链系统答案：C二、多选题4. 风电场运行中可能遇到的问题包括哪些？A. 叶片损坏B. 齿轮箱故障C. 电网不稳定D. 塔筒腐蚀答案：A, B, C, D5. 风电场的安全生产管理措施包括哪些方面？A. 定期安全培训B. 设备的定期检查和维护C. 应急预案的制定和演练D. 无关人员的随意进入答案：A, B, C三、判断题6. 风力发电机组在任何风速下都能满负荷运行。
答案：错误。
风力发电机组有一个额定风速，只有在该风速下才能满负荷运行。
7. 风电场的运行维护只需要关注设备的物理状况。
答案：错误。
风电场的运行维护不仅包括设备的物理状况，还应包括软件系统的维护、安全培训、应急预案等。
四、简答题8. 请简述风力发电机组的工作原理。
答案：风力发电机组的工作原理是利用风能驱动叶片旋转，通过齿轮箱增速后传递给发电机，从而将风能转换为电能。
9. 风电场在运行过程中如何确保安全生产？答案：风电场在运行过程中确保安全生产的措施包括：定期对设备进行检查和维护，确保设备处于良好状态；对工作人员进行安全教育和培训，提高他们的安全意识；制定详细的应急预案，并定期进行演练，以应对可能发生的紧急情况。
五、案例分析题10. 假设你是一名风电场的运行维护工程师，某天在巡检过程中发现一台风力发电机组的叶片出现了裂纹，你将如何处理？答案：首先，立即停止该风力发电机组的运行，避免裂纹进一步扩大导致更严重的损坏或安全事故。
其次，对叶片进行详细的检查，评估裂纹的严重程度。
风力发电机主机构造
风力发电机主机构造
风力发电机是利用风能转换成电能的装置，它的主要构造包括
风轮、发电机和塔架。
风轮是风力发电机的核心部件，它由叶片、
轴承和主轴组成。
叶片是风轮的关键部件，它的设计和制造直接影
响着风力发电机的效率和性能。
叶片的材料通常采用玻璃钢或碳纤
维复合材料，以确保其轻量化和耐久性。
轴承和主轴则负责支撑叶
片的旋转运动，同时将风能转化为机械能。
发电机是将风能转换为电能的关键部件，它通常采用的是永磁
同步发电机或异步发电机。
当风轮转动时，通过发电机内部的转子
和定子之间的磁场作用，将机械能转化为电能。
发电机的设计和制
造需要考虑到高效能转换和稳定输出电能的要求，同时也需要考虑
到在恶劣环境下的可靠性和耐久性。
塔架是支撑风力发电机的结构，它通常采用钢结构或混凝土结构。
塔架的高度直接影响着风力发电机的发电效率，因为风速随着
高度的增加而增加，所以较高的塔架能够更好地捕捉到更强的风能。
同时，塔架的稳固性和耐久性也是设计和制造的重点。
总的来说，风力发电机主机的构造需要考虑到材料的轻量化、
强度和耐久性，以及高效能转换和稳定输出电能的要求。
不仅如此，还需要考虑到在恶劣环境下的可靠性和安全性。
随着科技的不断进步，风力发电机的构造也在不断改进，以更好地满足清洁能源的需求。
风力资源考试题库及答案
风力资源考试题库及答案一、选择题1. 风力发电的原理是什么？A. 利用风力驱动发电机转动产生电能B. 利用太阳能驱动发电机转动产生电能C. 利用水力驱动发电机转动产生电能D. 利用地热能驱动发电机转动产生电能答案：A2. 风速对风力发电效率的影响是什么？A. 风速越快，发电效率越高B. 风速越慢，发电效率越高C. 风速与发电效率无关D. 风速适中时发电效率最高答案：D3. 风力发电机组主要由哪些部分组成？A. 叶片、塔架、发电机B. 叶片、塔架、储能装置C. 叶片、塔架、太阳能板D. 叶片、塔架、风力涡轮机答案：A4. 以下哪个因素对风力发电机的选址影响最大？A. 地形B. 气候C. 风力资源D. 经济成本答案：C5. 风力发电的优点有哪些？A. 清洁、可再生、无污染B. 稳定、可靠、持续C. 成本低廉、维护简单D. 以上都是答案：A二、填空题6. 风力发电机的叶片通常采用_________材料制成，以减轻重量并提高效率。
答案：复合材料7. 风力发电机的塔架高度通常在_________米以上，以获取较高风速。
答案：308. 风力发电场的规划需要考虑_________、_________和_________等因素。
答案：风速、地形、环境影响9. 风力发电的电能可以通过_________进行储存，以备不时之需。
答案：电池10. 风力发电的维护主要包括_________、_________和_________等。
答案：叶片检查、发电机维护、塔架检查三、简答题11. 风力发电在环境保护方面有哪些贡献？答案：风力发电是一种清洁的可再生能源，它不会产生温室气体排放，有助于减少对化石燃料的依赖，降低空气污染，促进可持续发展。
12. 风力发电在经济方面有哪些优势？答案：风力发电的运行成本较低，维护简单，且随着技术的进步，其成本还在持续降低。
此外，风力发电可以减少对进口能源的依赖，增强能源安全。
13. 风力发电在技术发展上面临哪些挑战？答案：风力发电面临的技术挑战包括提高风力发电机的效率、降低成本、解决风电的间歇性和不稳定性问题，以及提高风力发电设备的可靠性和耐久性。
风力发电机总体结构设计
风力发电机总体结构设计
风力发电机是一种利用风能转换成电能的设备，其总体结构设计包括以下几个方面：
1.叶轮和轴：叶轮是将风能转化成机械能的关键部件，其大小、形状和材料的选择会影响风力发电机的转速、转矩和效率。
轴是连接叶轮和发电机的部件，其强度和刚度需满足叶轮的要求。
2.发电机：发电机是将机械能转化成电能的核心部件，其转速和功率输出需与叶轮匹配。
发电机的类型、转子和定子的结构以及电磁设计都会影响风力发电机的性能。
3.塔架和基础：塔架是支撑叶轮和发电机的结构，其高度和稳定性需满足风场的要求。
基础是连接塔架和地面的部件，其承载能力和稳定性需考虑土壤和地形条件。
4.控制系统：控制系统包括风向传感器、风速传感器、转速传感器和电控箱等部件，其主要作用是监测风力发电机的状态，控制叶轮和发电机的运行，保证风力发电机的安全性和稳定性。
综上所述，风力发电机的总体结构设计需要综合考虑叶轮、轴、发电机、塔架、基础和控制系统等方面的要求，以达到最佳的性能和经济效益。
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风力发电机的原理和构造
风力发电机的奥秘：向风而生
风力发电作为一种可再生、清洁的能源，近年来在全球范围内得到了广泛的应用。
那么它的原理是什么呢？构造又是什么呢？
第一部分：原理
风力发电机的原理可以简单概括为能量转换。
它将风能转化为机械能，再进一步转化为电能。
大风吹来时，风羽旋转，而风羽通过风轮与主轴相连，主轴带动发电机发电。
发电机的转动将机械能转化为电能，送入电网中。
第二部分：构造
风力发电机主要由以下几部分组成：
1.风轮：风轮是风力发电机的重要组成部分，也是能量转换的关键部分。
风轮负责将风能转换成机械能，进而驱动发电机转动。
2.发电机：发电机是将机械能转化为电能的核心部件。
当风轮带动主轴转动，主轴与发电机相连，发电机转动并将机械能转化为电能输出。
3.塔架：塔架负责承载整个风力发电机。
一般来说，塔架越高，风轮所受到的风力越强，因此风力发电机的高度非常重要。
4.控制系统：控制系统负责监控风力发电机的运行状况，根据不同的风速自动调整叶片的角度，使其始终面向风向。
第三部分：应用和前景
风力发电机是目前应用最为广泛的可再生能源设备之一。
在全球范围内，风力发电已经成为了一种成熟的发电方式。
根据国际能源署的数据，到2030年，全球风力发电的装机容量将增加一倍以上。
总结：
风力发电机是利用风能转换为电能的高效、环保的设备。
其原理非常简单，构造也较为清晰明了。
随着全球对可再生能源的重视程度不断提高，风力发电机的应用前景更加广阔。
风力发电机组的结构及组成
风力发电机组的结构及组成在当今追求清洁能源的时代，风力发电作为一种可再生、无污染的能源获取方式，正发挥着越来越重要的作用。
要了解风力发电的原理和运作，首先得清楚风力发电机组的结构及组成。
风力发电机组主要由以下几个部分构成：叶片、轮毂、机舱、塔筒和基础。
叶片是风力发电机组中最为关键的部件之一。
它们的形状和设计直接影响着风能的捕获效率。
通常，叶片采用复合材料制造，如玻璃纤维增强塑料或碳纤维增强塑料。
叶片的外形就像飞机的机翼，具有特定的翼型和扭转角度。
这样的设计能够使风在叶片表面产生升力和阻力，从而推动叶片旋转。
而且，叶片的长度和数量会根据风力发电机组的功率大小而有所不同。
一般来说，功率越大的机组，叶片越长，数量也可能更多。
轮毂则是连接叶片和机舱的重要部件。
它负责将叶片所捕获的风能传递到机舱内部的传动系统。
轮毂的结构强度要求很高，以承受叶片旋转时产生的巨大力量和扭矩。
机舱内部包含了众多核心部件。
首先是主轴，它将轮毂传递过来的旋转动力传递给增速箱。
增速箱的作用是将主轴的低速旋转提高到适合发电机工作的高速旋转。
发电机是将机械能转化为电能的关键设备。
目前，常见的风力发电机有异步发电机和同步发电机两种类型。
除了这些，机舱内还有刹车系统、偏航系统和控制系统等。
刹车系统用于在紧急情况下停止风机的转动，保障设备和人员的安全。
偏航系统则可以使机舱根据风向的变化自动调整方向，以最大程度地捕获风能。
控制系统就像是风机的大脑，负责监测和控制整个机组的运行状态，确保其稳定、高效地工作。
塔筒是支撑机舱和叶片的结构。
它通常由钢材制成，高度可达数十米甚至上百米。
塔筒的高度越高，所接触到的风速通常也越大，从而能够捕获更多的风能。
但同时，塔筒的高度也受到制造工艺、运输条件和成本等因素的限制。
基础是风力发电机组的根基，它要能够承受整个机组的重量以及风荷载等外力的作用。
常见的基础形式有混凝土基础和桩基础等。
基础的设计和施工质量直接关系到整个风力发电机组的稳定性和安全性。
风力发电工程
TBEA 全球信赖
土建工程
基础混凝土浇筑 1、混凝土均采用搅拌站集中生产的形式，混凝土的水平 运输采用混凝土罐车，浇筑采用混凝土泵车，保持砼浇 筑的连续性，一次性浇筑完成（12-14小时内完成）。 2、混凝土施工前，对水泥、砂、石及外加剂等材料进行 复试，合格后方可已使用。混凝土配合比必须经过实验 室配后给出。自建混凝土搅拌站投入使用前必须经过当 地计量单位认证合格，搅拌时必须严格执行配合比投料。 3、混凝土浇筑采用分层浇筑，振捣棒振捣插入下层 50mm，浇筑时，设专人监护模板、埋管、基础环水平度、 钢筋等的变化，基础环周围应加强振捣，保证密实度。 4、浇筑过程中随时检查塌落度，现场不得随意加水，浇 筑完成后、初凝前及初凝后分三次抹面压实，保持平整 美观。
2.1风力发电机组概述：
小型（10KW以下）
风力发 电机组 是将风 能转换 为电能 的装置
按其容量 划分
中型（10~100KW）
大型（100KW以上）
按其主轴与 地面的相对 位置
水平轴风力发电 机组（主轴与地 面平行） 垂直轴风力发电 机组（主轴与地 面垂直）
小型及大型风力发电机组：
水平轴及垂直轴风力发电机组
土建工程
8、浇筑过程中在现场随机抽取混凝土试块，没100m³ 取标养、 同养试件个一组。 9、大体积混凝土的养护主要为了控制混凝土的内外温差和保 持湿度，通过浇水和覆盖相结合的办法，混凝土终凝后开始 浇水养护，在基础表面覆盖塑料薄膜保水保湿，养护时定人 定时进行混凝土测温，根据测温结果调节保温层厚度，以保 证混凝土内外温差不超过25º c，环境温度与混凝土表面温差 不大于20º c，养护14天，确保混凝土结构不出现温度裂缝。
7、钢筋底部保护采用提前预制好的垫块，以保证其强度。
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。
风力发电机结构介绍
绍结机构介风力发电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、发电该机组通过风力推动叶轮旋转，塔架和基础等组成。
机、控制与安全系统、机舱、有效的将风能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，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。
发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。
明阳）发电机4（．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。
轮箱转速比：）发电机：（41550kw 发电机额定功率：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。
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【本文档内容可以自由复制内容或自由编辑修改内容期待你的好评和关注，我们将会做得更好】。
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包括风轮、发电机和塔架等组件。
1. 风轮：风力发电机组的核心部件，由多个叶片组成。
叶片通常采用复合材料制造，具有良好的抗风性能和轻质化特点。
根据风轮尺寸的不同，可以分为水平轴式和垂直轴式两种。
2. 发电机：负责将风能转化为电能的部件。
常见的风力发电机组发电机采用的是同步发电机。
发电机通常由转子、定子、励磁系统和电子调速系统等部分组成，通过风轮将机械能转化为电能。
3. 塔架：作为风力发电机组的支架和支撑结构，塔架高度根据风力发电机组容量和风轮直径等参数来设计。
塔架大多采用钢结构，有助于提高发电机组的稳定性和整体结构的抗风能力。
此外，风力发电机组还包括传动系统、控制系统、润滑系统等辅助组件，以及变频器和电力集电系统等。
传动系统用于将风轮的旋转速度和转矩传递给发电机，控制系统用于监测和控制风力发电机组的运行状态，润滑系统用于保障各个运动部件的正常运转。
变频器用于将发电机输出的交流电转换为适用于电网的频率和电压，电力集电系统用于集中收集和输送发电机组产生的电能。
风力发电机组结构及传动系统设计
风力发电机组结构及传动系统设计风力发电机是利用风能转化为电能的设备，由于其清洁、可再生的特性，成为了现代能源领域的重要组成部分。
为了达到高效、可靠且经济的发电目标，风力发电机组的结构及传动系统设计至关重要。
本文将讨论风力发电机组结构及传动系统的设计原则和关键要素。
一、风力发电机组结构设计1. 风轮设计：风轮是转化风能为机械能的关键部件。
其设计应考虑风速、气动特性和刚度等因素。
风轮应具备最大化捕获风能的能力，并保证在高风速情况下的稳定性。
此外，材料的选择也非常重要，应考虑强度、耐腐蚀性能和重量等因素。
2. 主轴设计：主轴是连接风轮和传动系统的关键组件。
其设计应考虑承受风轮转动产生的巨大力矩和转速的要求。
主轴应具备足够的强度和刚度，并采用高强度材料进行制造。
另外，润滑和散热系统的设计也应充分考虑，以确保主轴的可靠性和安全性。
3. 塔架设计：塔架是支撑风轮的结构，其设计应考虑高度、稳定性和抗风能力。
塔架应具备足够的刚度和强度，以抵抗风力引起的振动和地震等外力作用。
此外，塔架的施工和维护也需要充分考虑，以确保安全和可持续性。
二、风力发电机组传动系统设计1. 齿轮传动系统设计：齿轮传动系统是将风轮转动的机械能传递到发电机的关键部件。
其设计应考虑传动效率、噪音和可靠性。
合理选取传动比和齿轮材料，以最大程度地提高传动效率和减少能量损失。
此外，齿轮传动系统的润滑和冷却也需要充分考虑，以保证其稳定性和寿命。
2. 发电机设计：发电机是将机械能转化为电能的关键部件。
其设计应考虑输出功率、效率和可靠性。
根据风轮的转速和功率要求，选取合适的发电机类型，如永磁发电机或同步发电机。
同时，发电机的绝缘、冷却和保护系统也需要充分设计，以确保其正常运行和安全性。
3. 控制系统设计：控制系统是风力发电机组的大脑，用于调节风轮转速和传动系统的运行。
其设计应考虑风速、输出功率、负荷变化等因素。
控制系统应具备高精度、高可靠性和自适应性能，以保证风力发电机组在不同工况下的高效运行。
风力发电机组的工作原理及主要组成部分
风力发电机组的工作原理及主要组成部分以风力发电机组的工作原理及主要组成部分为标题，我们来详细介绍一下。
一、工作原理：风力发电机组利用风能产生机械能，进而将机械能转化为电能的装置。
其工作原理主要包括风能的捕捉、转化和传输三个过程。
1. 风能的捕捉：风力发电机组通过风轮（叶片）捕捉风能。
当风经过风轮时，风轮会受到风力的作用而旋转。
这里的关键是风轮的设计，通过合理的叶片形状和角度，可以最大程度地捕捉到风能。
2. 风能的转化：风轮的旋转会带动发电机转子的转动。
发电机内部有线圈和永磁体，在转子旋转的过程中，磁场会产生变化，从而在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势经过整流装置后，转化为直流电能。
3. 电能的传输：直流电能经过变流器转化为交流电能，然后通过变压器升压，最终输送到电网中供给用户使用。
二、主要组成部分：1. 风轮：风轮是风力发电机组的核心部件，也是捕捉风能的关键。
它通常由数片叶片组成，叶片的形状和材料会影响到风轮的效率。
同时，风轮也需要有足够的强度和刚度来承受风力的作用。
2. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的关键装置。
发电机通常由定子和转子组成，转子通过风轮的旋转带动。
在转子内部，线圈和永磁体会产生电磁感应，从而产生感应电动势。
发电机的性能和效率直接影响风力发电机组的发电能力。
3. 整流装置：整流装置用于将发电机输出的交流电能转化为直流电能。
直流电能更容易储存和传输，因此需要通过整流装置将其转化为直流电。
4. 变流器：变流器将直流电能转化为交流电能，使其能够与电网连接。
变流器不仅可以将电能输送到电网中，还可以实现对发电机组的控制和调节，以适应电网的需求。
5. 变压器：变压器用于将发电机组产生的低压电能升压，以满足电网输电的要求。
变压器可以将电能的电压转化为更高的电压，减小输电损耗。
除了以上主要组成部分外，风力发电机组还包括塔架、控制系统、传感器等辅助设备。
塔架起到支撑和稳定风力发电机组的作用，控制系统和传感器用于监控和控制发电机组的运行。
风力发电机PPT课件
励磁调节器
蓄电池组
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图3-18硅整流自励式交流同步发电机电路原理图
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（4）电容自励式异步发电机
电容自励式异步发电机是在异步发电机定子绕组的输出端接上电
容，以产生超前于电压的容性电流建立磁场，从而建立电压。其电路
示意图如下图所示。
A B
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双馈异步发电机工作原理：
异步发电机中定、转子电流产生的旋转磁场始终是相对静止的，当
发电机转速变化而频率不变时，发电机转子的转速和定、转子电流的频
率关系可表示为：
f1
p n 60
f2
式中
f1——定子电流的频率（Hz），f1=pn1/60，n1 为同步转速；
风力等级与风速的关系： N 0.1 0.824N 1.505
式中 VN——N级风的平均风速(m/s)； N——风的级数。
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4、风能
（1） 风能密度，空气在一秒钟内以速度ν流过单位面积产生的动
能。
E 0.5 3
表达式为：
（2） 风能，空气在一秒钟时间内以速度ν流过面积为S截面的动能。
SSW S
SSE
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2、风速
由于风时有时无、时大时小，每一瞬时的速度都不相同，所以 风速是指一段时间内的平均值，即平均风速。
3、风力
风力等级是根据风对地面或海面物体影响而引起的各种现象， 按风力的强度等级来估计风力的大小。国际上采用的为蒲福风级， 从静风到飓风共分为13个等级。
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。
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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。
3.3 齿轮箱
齿轮箱是风力发电机组关键零部件之一。由于 风力机工作在低转速下，而发电机工作在高转速下， 为了实现风力机和发电机的匹配，采用增速齿轮箱。
齿轮箱的分类
圆柱齿轮箱 按传动的级数 按传统类型
单级齿轮箱
多级齿轮箱
行星齿轮箱
互相组合的 齿轮箱
按照传动的方式可以分为：展开式，分流式，同 轴式以及混合式
N N CP NV D 2 V 3 8
（3）
式中 CP 的值为0.2～0.5。
2 3 N D V C P 8
（4）
由式（3）得知：
风轮功率与风轮直径的平方成正比 风轮功率与风速的立方成正比
风轮功率与风轮的叶片数目无直接关系
风轮功率与风轮功率系数成正比
因此，当风轮大小、工作风速一定时，应尽可能提 高CP 值，以增大风轮功率。这是从事风能开发利用 的科技人员追求的主要目标之一。
风力机调速装臵调速原理
减少风轮迎风面积
改变叶片翼型攻角值
• 侧翼装臵
• 偏心装臵 • 缩小风轮圆形迎风 面积
• 配重(飞球)与弹簧配 合装臵
• 叶片重量与弹簧配 合装臵
利用空气在风轮圆周 切线方向的阻力 • 阻力翼 • 阻尼板
• 变桨距调速装臵
侧翼及偏心装臵调速原理示意图
缩小风轮圆形迎风面积原理图
3.5 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。
直流发电机
永磁发电机
同步交流发 电机
异步交流发 电机
3.6 塔架
塔架的功能是支撑位于空中的风力发电系统， 塔架与基础相连接，承受风力发电系统运行引起的 各种载荷，同时传递这些载荷到基础，使整个风力 发电机组能稳定可靠地运行。
待机状态
没有发电（风速一般为0－3m/s），刹车释放
发电状态
发电状态Ⅰ：启动后，到额定风速前，刹车释放 发电状态Ⅱ：额定风速到切出风速
停车状态
故障停机方式；人工停机方式；紧急停机方式
1 水平轴风力发电机组由哪几部分组成？ 2 风力机最重要的部件是哪部分？ 3 风力机调速装臵的调速原理有哪些？ 4 控制系统主要任务是什么？ 5 风电发电机组的运行情况主要分为哪 几类？
3.7.3 回转体
回转体(转盘)是塔架与机头座的连接 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，回转圈与机头座相连，通过它 们之间的轴承和对风装臵相连， 在风向 变化时，机头便能水平地回转，使风轮 迎风工作。
大、中型风力机的回转体常借用塔式吊车上的回 转机构。 小型风力机的回转体通常是在上、下各设一组轴 承，可采用圆锥滚子轴承。也可以上面用向心球轴承 承受径向载荷。下面用推力轴承来承受机头的全部重 量。
3.4 调速装臵
自然界的风速经常变化。风轮的转速随风速的增 大而变快，发电机的输出电压、频率、功率也增加； 当风轮的转速超过额定值时，有可能影响机组的使 用寿命，甚至造成设备的毁坏。为使风轮能以一定 的转速稳定地工作，风力发电机组上设有调速装臵。 调速装臵是在风速大于设计额定风速时才起作用 因此，又被称为限速装臵。当风速增至停机风速时， 调速装臵能使风轮顺桨(风向与风轮旋转平面平行) 停机。
3.7.6 控制系统
控制系统的功能
控制系统利用DSP微机处理机，在正常运 行状态下，主要通过对运行过程模拟量和开 关量的采集、传输、分析，来控制风电机组 的转速和功率；如发生故障或其他异常情况 能自动地监测并分析确定原因，自动调整排 除故障或进入保护状态。
控制系统的任务
控制系统主要任务就是能自动控制风电 机组依照其特性运行，自动检测故障并根据 情况采取相应的措施。 根据风电机组的结构载荷状态、风况、变 浆变速风电机组的特点及其它外部条件，将风 电机组的运行情况主要分为以下几类：待机状 态；发电状态；停机状态。
叶片是风力机捕捉风能的最重要部件。风能利用效率取 决于良好的叶片的空气动力外型，以及具有高强度、高硬度、 低密度以及较长使用寿命等优良特点的制造材料。
平板型
风力发电机 组的叶片 风力提水机 的叶片
叶片横截 面形状基 本类型
流线型
弧板型
常见的风力机叶片的横截面结构图
3.2.1.2 叶片材料选择的要求及选择规则
运行要 求 安全性
材料特 性
经济性
叶片材 料选择 要求
可靠性
回收再 利用性
可处理 性
物理属 性
2
叶片材料选择规则
良好的力学、热学Hale Waihona Puke 化学特性高硬度、高强度、低密度
使用寿命长、良好的耐腐蚀性 要易于生产加工、要价格合理 加工助剂的价格要尽量低廉并且操作时不污染环境
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
3.2.1 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 将能量送给传动装臵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。
风以速度V吹向风轮时，风轮转动。设旋 转着的风轮其扫掠面积为A，空气密度为 ， 在1 s中内流向风轮的空气所具有的动能为
1 1 2 NV mV AV 3 2 2
（1）
若风轮的直径为D ，则
1 1 D2 3 2 3 NV AV 3 V D V 2 2 4 8 这些风能不可能全部被风轮捕获。
（2）
风轮捕获风能并将之转换成机械能．再由 风轮轴输出的功率为N（称之为风轮功率)。它 与 NV 之比，称为风轮功率系数(或风能利用系 数)，用CP 表示，即
3.7.2 机头座
它用来支撑塔架上方的所有装臵及附属部件 它牢固与否将直接关系到风力机的安危与寿命 由于微、小型风力机塔架上方的设备重量轻。一般是由 钢板焊接而成， 即根据设计要求在底板上焊上加强肋 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、肋板等焊接而成 焊接质量要高。台板面要刨平，安装孔的位臵要精确
微型风力机的回转体不宜采用滚动轴承，而采用 青铜加工的滑动轴承。这是为了防止机头对瞬时变化 的风向过于敏感而导致风轮的频繁回转。
3.7.4 制动装臵
制动装臵是使风力发电机停止运转的装 臵(也称刹车系统)。对于微型和小型风力发 电机，可采用如图所示的刹车机构。
在中型和大型风力发电机组中，有 采用叶尖气动刹车和机械式刹车组成的 制动系统。 功率较大的风力发电机组，应用电 磁制动器和液压制动器的，当采用电磁 制动器时，需要有外电源；当采用液压 制动器时，除了需要外电源，还需要油 泵，电磁阀，液压油缸和管路等。
中型（10~100KW) 大型（100KW以上）
）
水平轴风力发电机组 （主轴与地面平行）
垂直轴风力发电机组 （主轴与地面垂直）
小型及大型风力发电机组
水平轴及垂直轴风力发电机组
3.2 水平轴风力发电机组的结构
大型风电机组基本结构 1－叶片；2－轮毂；3－机舱；4－叶轮轴与主轴连接；5－主轴；6－齿 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
新能源：
风能技术及应用
重点： 风力发电机组的结构及组成
3.1 风力发电机组概述 3.2 水平轴风力发电机组结构组成 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 齿轮箱 调速装臵 发电机 塔架 控制系统及附属部件
3.1 风力发电机组概述
小型（10KW以下)
按其容量划分
风力发电机组是将 风能转化为电能的 装臵 按其主轴与地面 的相对位臵
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
21
3.2.2 轮毂
轮毂是将叶片和叶片组固定到转轴上的装臵。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 • 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
3.7.5 传动装臵
风力发电机组的传动装臵包括增速器与联轴器等。
通常，风轮的转速低于发电机转子需要的转速， 所以要增速(有的微型风力发电机组不设增速器而直 接连接)。增速器与发电机之间用联轴器连接，为了 少占用空间，往往将联轴器与制动器设计在一起。 风轮轴与增速器之间也有用联轴器的，称低速联 轴器。
轮毂有固定式和铰链式两种
3.2.3 主轴
主轴也称为低速轴，安装在风轮和齿轮箱之间。 前端通过螺栓与轮毂刚性连接，后端与齿轮箱低速连 接，承力大而且复杂。
轴向 力 剪切 力 径向 力
受力 形式
弯矩 转矩
风机每经历一次起动和停机，主轴所受的各种 力，都将经历一次循环