風力發(fā)電機是很多人都熟悉的發(fā)電機種類，但是大多數(shù)的人不清楚風力發(fā)電機是由哪些部件組成的，還有風力發(fā)電機工作原理是什么。接下來跟大家詳細介紹。



一、風力發(fā)電機工作原理

風力發(fā)電的原理是利用風來驅(qū)動風輪機葉片旋轉，然后通過增速發(fā)動機提高轉速，推動發(fā)電機發(fā)電。簡而言之，就是將風能轉化為機械能，再轉化為電能的過程。風驅(qū)動風扇葉片旋轉，葉片的旋轉將機械能通過主軸齒輪箱和其他機械傳遞給發(fā)電機，發(fā)電機在工作轉速范圍內(nèi)將機械能轉化為電能。

二、多大的風力才可以發(fā)電

一般來說，3級風有利用價值。但從經(jīng)濟合理的角度看，風速大于4米/秒的風適合發(fā)電。根據(jù)測算，當風速為9.5米/秒時，55千瓦的風力發(fā)電機組的輸出功率為55千瓦；當風速為8米/秒時，功率為38千瓦；當風速為6米/秒時，只有16千瓦；當風速為5米/秒時，只有9.5千瓦。可見，風越大，經(jīng)濟效益越大。

三、風力發(fā)電機的部件組成

風力發(fā)電機組成主要包括：塔、葉片、軸心、液壓系統(tǒng)、主軸、齒輪箱、發(fā)電機、變流器、電子控制系統(tǒng)等，以下是部件介紹：

1、機艙：機艙包含風力發(fā)電機的關鍵設備，包括齒輪箱和發(fā)電機。維修人員可以通過風力發(fā)電機塔架進入機艙，機艙的左端是風力發(fā)電機的轉子，也就是轉子葉片和軸。

2、轉子葉片：捕捉風并將風傳送到轉子軸上。在現(xiàn)代600千瓦的風力渦輪機上，每個轉子葉片的測量長度約為20米，它的設計非常像飛機的機翼。

3、軸心：轉子軸心與風輪機的低速軸相連。

4、低速軸：風力渦輪機的低速軸將轉子軸與齒輪箱連接起來。在現(xiàn)代600千瓦的風力發(fā)電機上，轉子速度相當慢，大約每分鐘19到30轉。該軸有一個液壓系統(tǒng)的導管，以刺激空氣動力制動器的運行。

5、齒輪箱：齒輪箱的左側是低速軸，它可以將高速軸的速度提高到低速軸的50倍。

6、高速軸及其機械制動器：高速軸以1500轉/分的速度運行，驅(qū)動發(fā)電機。它配備了緊急機械制動器，當空氣動力制動器失效或風力發(fā)電機被修理時使用。

7、發(fā)電機：它通常被稱為感應電機或異步發(fā)電機。在現(xiàn)代風力發(fā)電機上，最大輸出功率通常為500至1500千瓦。

8、偏航裝置：在電機的幫助下旋轉機艙，使轉子朝向風向。偏航裝置由一個電子控制器操作，它可以通過風向標感知風向。風力發(fā)電機的偏航如圖所示。通常情況下，當風向改變時，風力機每次只偏轉幾度。

9、電子控制器：它包括一臺計算機，持續(xù)監(jiān)測風輪機的狀態(tài)并控制偏航裝置。為了防止任何故障（即齒輪箱或發(fā)電機過熱），控制器可以自動停止風力機的旋轉，并通過電話調(diào)制解調(diào)器呼叫風力機操作員。

10、液壓系統(tǒng)：用于重置風力發(fā)電機的空氣動力制動器。

11、冷卻元件：它包括一個用于冷卻發(fā)電機的風扇。此外，它還包含一個油冷卻元件，用于冷卻齒輪箱中的油，一些風力發(fā)電機具有水冷發(fā)電。

12、塔：風力發(fā)電機塔包含發(fā)動機艙和轉子。通常高塔有優(yōu)勢，因為離地越高，風速越大。現(xiàn)代600千瓦風力發(fā)電機的塔架高度為40至60米。它可以是管狀塔或格子塔。管狀塔對維護人員來說更安全，因為他們可以通過內(nèi)部梯子到達塔頂，格子塔的優(yōu)點是它比較便宜。

13、風速計和風向標：用于測量風速和風向。

14. 尾舵：小型風力發(fā)電機組（一般為10kW及以下），常用于水平軸的上風方向。它位于旋轉體的后面，與旋轉體相連。一個主要功能是調(diào)整風機的方向，使風機朝向風向。另一個功能是在強風條件下使風機頭偏離風向，從而降低轉速，保護風機。

以上是風力發(fā)電機工作原理及結構組成介紹。風力發(fā)電正在世界范圍內(nèi)形成一股熱潮，風力發(fā)電沒有燃料問題，所以沒有輻射和空氣污染。在中國，已經(jīng)有許多成功的中小型風力發(fā)電站在運行。我國的風資源極為豐富，大部分地區(qū)的平均風速超過每秒3米，特別是在東北、西北、西南高原和沿海島嶼；在一些地方，一年中有三分之一以上的時間是有風的，在這些地區(qū)，風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景是光明的。