風力發電機的工作原理是什么

風力發電機的工作原理：

通過葉輪將風能轉變為機械轉距(風輪轉動慣量)，通過主軸傳動鏈，經過齒輪箱增速到異步發電機的轉速后，通過勵磁變流器勵磁而將發電機的定子電能并入電網。

如果超過發電機同步轉速,轉子也處于發電狀態,通過變流器向電網饋電.最簡單的風力發電機可由葉輪和發電機兩部分構成，立在一定高度的塔干上,這是小型離網風機. 最初的風力發電機發出的電能隨風變化時有時無,電壓和頻率不穩定,沒有實際應用價值.為了解決這些問題,現代風機增加了齒輪箱、偏航系統、液壓系統、剎車系統和控制系統等。

齒輪箱可以將很低的風輪轉速(1500千瓦的風機通常為12-22轉/分)變為很高的發電機轉速(發電機同步轉速通常為1500轉/分).同時也使得發電機易于控制,實現穩定的頻率和電壓輸出.偏航系統可以使風輪掃掠面積總是垂直于主風向.要知道,1500千瓦的風機機艙總重50多噸,葉輪30噸,使這樣一個系統隨時對準主風向也有相當的技術難度。

風機是有許多轉動部件的,機艙在水平面旋轉,隨時偏航對準風向;風輪沿水平軸旋轉,以便產生動力扭距.對變槳矩風機,組成風輪的葉片要圍繞根部的中心軸旋轉,以便適應不同的風況而變槳距.在停機時,葉片要順槳,以便形成阻尼剎車。

早期采用液壓系統用于調節葉片槳矩(同時作為阻尼、停機、剎車等狀態下使用),現在電變距系統逐步取代液壓變距。

就1500千瓦風機而言,一般在4米/秒左右的風速自動啟動,在13米/秒左右發出額定功率.然后,隨著風速的增加,一直控制在額定功率附近發電,直到風速達到25米/秒時自動停機。

現代風機的設計極限風速為60-70米/秒,也就是說在這么大的風速下風機也不會立即破壞.理論上的12級颶風,其風速范圍也僅為32.7-36.9米/秒。

風機的控制系統要根據風速、風向對系統加以控制,在穩定的電壓和頻率下運行,自動地并網和脫網;同時齒輪箱、發電機的運行溫度,液壓系統的油壓,對出現的任何異常進行報警,必要時自動停機,屬于無人值守獨立發電系統單元。


文章綜合來源：dgjs

編輯：ymf