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风电机的基本原理以及基本组成结构

2009-07-14 来源:中国风电材料设备网 浏览数:9019

  高速轴及其机械闸:高速轴以超过1500转/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:风电机发电机将机械能转化为电能。风电机上的发电机与普通电网上的发电设备相比,有所不同:风电机发电机需要在波动的机械能条件下运转。通常使用的风电机发电机是感应电机或异步发电机,最新的风电机已经开始使用永磁同步发电机。目前世界上单机最大电力输出超过6000千瓦(德国enercon的E-112/114)。

  偏航装置:偏航装置是用于调整风电机最佳工作状态的控制系统,分别是用于控制风电机机舱部分的偏航系统(YAW系统)和控制叶片切割角度的偏航系统(Pitch或者Stall)。YAW系统借助电动机转动机舱,以使转子叶片调整风向的最佳切入角度。该系统由电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来探知风向。通常,在风改变其方向时,风电机一次只会偏转几度。关于叶片切割角度的调整:小功率级别的风电机都是通过统一的偏航装置调整所有叶片的角度,而最新的风电机大都是每个叶片设置单独的偏航系统。

  电子控制器:一般都使用一台或多台不断监控风电机状态的计算机,用于控制偏航装置。一旦风电机发生故障(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,并通过网络信号通知风电机管理中心。

  液压系统:用于重置风电机的空气动力闸。

  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,除此之外还需要一个油冷却元件,用于冷却齿轮箱内的油;还有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。。一些新型风电机也采用水冷和风冷并用系统(比如德国Multibrid的M5000)。

  支撑塔: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。600千瓦风电机的塔高为40至60米,5兆瓦级别的塔高则超过100米。根据底座的不同,支撑塔可以为管状,也可以是格子状。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重量轻,技术相对成熟(与海上石油钻井台原理相同)。

  底座:早期小功率的风电机底座是包含在支撑塔内的,随着风电机单机功率越来越大,支撑塔也越来越高,对支撑塔底部的力学要求也越来越多,越来越复杂,所以目前的技术发展趋势是将底座从支撑塔中分离出来单独制造。目前现有的底座结构包括直杆式、三脚架和格状底座

  风速计及风向标:用于测量风速及风向。

【延伸阅读】

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阅读上文 >> 风电不为人知的环境危害隐患
阅读下文 >> 复合材料风机叶片发展现状及成型工艺进展

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