第一篇：風力發電機技術

風力發電機

2.1恒速恒頻的籠式感應發電機

恒速恒頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，發電機組的運行轉速變化范圍很小，近似恒定；發電機輸出的交流電能頻率恒定。通常該類風力發電系統中的發電機組為鼠籠式感應發電機組。

恒速恒頻式發電機組都是定槳距失速調節型。通過定槳距失速控制的風力機使發電機轉速保持在恒定的數值，繼而使風電機并網后定子磁場旋轉頻率等于電網頻率，因而轉子、風輪的速度變化范圍較小，不能保持在最佳葉尖速比，捕獲風能的效率低。

2.2變速恒頻的雙饋感應式發電機

變速恒頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，允許發電機組的運行轉速變化，而發電機定子發出的交流電能的頻率恒定。通常該類風力發電系統中的發電機組為雙饋感應式異步發電機組。

雙饋感應式發電機結合了同步發電機和異步發電機的特點。這種發電機的定子和轉子都可以和電網交換功率，雙饋因此而得名。

雙饋感應式發電機，一般都采用升級齒輪箱將風輪的轉速增加若干倍，傳遞給發電機轉子轉速明顯提高，因而可以采用高速發電機，體積小，質量輕。雙饋交流器的容量僅與發電機的轉差容量相關，效率高、價格低廉。這種方案的缺點是升速輪箱價格貴，噪聲大、易疲勞損壞。

2.3變速變頻的直驅式永磁同步發電機

變速變頻式風力發電系統，特點是在有效風速范圍內，發電機組的轉速和發電機組定子側產生的交流電能的頻率都是變化的。因此，此類風力 需要在定子側串聯電力變流裝置才能實現聯網運行。通常該類風力發電系統中的發電機組為永磁同步發電機組。

直驅式風力發電機組，風輪與發電機的轉子直接耦合，而不經過齒輪箱，“直驅式”因此而得名。由于風輪的轉速一般較低，因此只能采用低速的永磁式發電機。因而無齒輪箱，可靠性高；但采用低速永磁發電機，體積大，造價高；而且發電機的全部功率都需要交流器送入電網，變流器的容量大，成本高。

如果將電力變流裝置也算作是發電機組的一部分，只觀察最終送入電網的電能特征，那么直驅式永磁同步發電機組也屬于變速恒頻的風力發電系統。

第二篇：風力發電機專業術語

風力發電機專業術語范圍

本標準規定了風力發電機組常用基本術語和定義。

本標準適用于風力發電機組。其它標準中的術語部分也應參照使用。定義

本標準采用下列定義。

2.1 風力機和風力發電機組

2.1.1風力機windturbine

將風的動能轉換為另一種形式能的旋轉機械。

2.1.2風力發電機組windturbinegeneratorsystem;WTGS(abbreviation)將風的動能轉換為電能的系統。

2.1.3風電場windpowerstation ； windfarm

由一批風力發電機組或風力發電機組群組成的電站。

2.1.4水平軸風力機horizontalaxiswindturbine

風輪軸基本上平行于風向的風力機。

2.1.5垂直軸風力機verticalaxiswindturbine

風輪軸垂直的風力機。

2.1.6輪轂（風力機）hub（forwindturbines）

將葉片或葉片組固定到轉軸上的裝置。

2.1.7機艙nacelle

設在水平軸風力機頂部包容電機、傳動系統和其它裝置的部件。

2.1.8 支撐結構（風力機）supportstructure（forwindturbines）由塔架和基礎組成的風力機部分。

2.1.9關機（風力機）shutdown（forwindturbines）

從發電到靜止或空轉之間的風力機過渡狀態。

2.1.10正常關機（風力機）normalshutdown（forwindturbines）全過程都是在控制系統控制下進行的關機。

2.1.11緊急關機（風力機）emergencyshutdown（forwindturbines）保護裝置系統觸發或人工干預下，使風力機迅速關機。

2.1.12空轉（風力機）idling（forwindturbines）

風力機緩慢旋轉但不發電的狀態。

2.1.13鎖定（風力機）blocking（forwindturbines）

第三篇：永磁風力發電機核心技術

發電機工作原理：和電動機一樣在定子鐵芯槽內放有A、B、C三相并且線圈匝數相等的線圈，在轉子鐵芯槽上也有線圈分N極和S極，當外面的直流電經電刷、滑環通入轉子線圈后在轉子線圈上會產生磁力線，這磁力線的方向從N極到S極，發電機轉子被汽輪機轉子帶動以n1(3000轉每分鐘)速旋轉時，相當于該轉子磁力線也以n1的速度在旋轉，這過程被定子線圈所切割在定子線圈中產生感應電動勢（感應電壓），發電機和外面線路上的負載連接后輸出發電，這是基本的原理。

螺桿式單級壓縮空壓機工作原理：是由一對相互平行齒合的陰陽轉子（或稱螺桿）在氣缸內轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉子的槽與陽轉子的齒被主電機驅動而旋轉。

由電動機直接驅動壓縮機，使曲軸產生旋轉運動，帶動連桿使活塞產生往復運動，引起氣缸容積變化。由於氣缸內壓力的變化，通過進氣閥使空氣經過空氣濾清器（消聲器）進入氣缸，在壓縮行程中，由於氣缸容積的縮小，壓縮空氣經過排氣閥的作用，經排氣管，單向閥（止回閥）進入儲氣罐，當排氣壓力達到額定壓力

第四篇：風力發電機電氣控制系統

電氣控制系統

電氣控制系統的作用是確保風力機運行過程的安全性和可靠性，提高機組的運行效率和發電供電質量。離網型風力發電機組電氣控制系統分為直流和交流系統。直流系統是由風力機驅動直流發電機、經過調壓限流器向蓄電池充電及向電阻性負載供電。交流系統包括交流發電機、整流裝置、控制器、分流卸載電阻箱、蓄電池組、逆變器和負載。它是一個由交流發電機經整流裝置整流后向蓄電池充電及向電阻性負載供電，還可以在蓄電池之后連接逆變器向交流負載供電的交直流供電系統。發電機 按類型分為同步和異步發電機；勵磁和永磁發電機；直流和交流發電機。按運行方式又分為內轉子和外轉子。現有國產離網型風力發電機多采用同步三相永磁式交流發電機，而且是直接驅動的低轉速、內轉子運行方式。這種發電機為永磁體轉子，無勵磁電流損耗，它比同容量電勵磁發電機效率高、重量輕、體積小、制造工藝簡便、無輸電滑環，運轉時安全可靠，容易實現免維護運行。它的缺點是電壓調節性能差。

一種爪極無刷自勵磁交流發電機，具備勵磁電流自動調節功能。在為獨立運行的小型風力發電機配套時，可以有效的避免因風速變化，發電機轉速變化而引起的端電壓波動，使發電機的電壓和電流輸出保持平穩。控制器功率容量幾千瓦的離網型風電系統常配置簡易的控制器。它包括三相全橋整流、電壓限制、分流卸載電阻箱、對蓄電池充電時的充放保護和容量10kVA以下逆變電源。逆變電源輸出的交流電波形分正弦波和方波，感性負載宜采用正弦波形的逆變電源。

比較完善的控制器采用：PWM斬波整流，使電氣控制系統具備了AC-DC/DC-AC雙向變換功能；（2）PWM升壓型（Boost型）整流，彌補了永磁發電機在低風速、低轉速時電壓偏低的缺陷；（3）根據風力發電機的運行特性切入了最大功率跟蹤技術（PTTP）；（4）向蓄電池智能充電功能；（5）通過改善輸出的交流波形，大幅提高風力發電系統的運行效率和年發電量；（6）設置風速及風力機轉速傳感器并在風速和轉速達到限定值時啟動執行機構實施制動停機；（7）設置了狀態顯示和主參數通訊接口。功能完善的控制系統能保障風力機技術性能可靠，運行穩定安全。

離網型風力發電系統對配套控制系統的基本要求如下：

（1）整流器件的耐電壓、耐電流的高限值要有充足的裕度，推薦3倍以上；

（2）向蓄電池充電的控制系統，以充電電流為主控元素，控制蓄電池的均充、浮充轉換，以均充電流、浮充電壓、充電時間作為控制條件，按蓄電池的充電、放電技術規范進行充、放電；

（3）向逆變器供電的控制系統應滿足逆變電源所需直流電壓和容量的要求；

（4）卸荷分流要兼容電壓調控分流和防止風力機超轉速加載兩項控制；

（5）檢測風力機轉速、輸出電壓、輸出電流、機組振動等狀態超過限定值或允許范圍時，控制系統自動給風力機加載，同時實施制動；

（6）應具備短路、直流電壓“+”、“-”反接、蓄電池過放電、防雷擊等安全保護功能。蓄電池組風能是隨機性的能源，高峰和低谷落差甚大，且具有間歇性，極不穩定。為有效地利用風能必須配備蓄能裝置。當前風力發電系統可選擇的蓄能方式有：蓄電池蓄能、飛輪蓄能、提水蓄能、壓縮空氣蓄能、電解水制氫蓄能等幾種。離網風力發電系統廣泛采用蓄電池作為蓄能裝置。蓄電池的作用是當風力強勁、風力機發電量大，或用電負荷少時，將電能存入蓄電池；當風力較弱，或用電負荷較大時，蓄電池中的電能向負荷供電，以補充風電的不足，保持風力發電系統持續穩定供電的運行狀態。

目前，離網風力發電系統較多采用儲能型（固定）鉛酸蓄電池，它的單體電動勢為2V，單體容量從幾百安時到數千安時。電池組配套時可根據風力發電系統的要求，以串、并聯接方式組合成所需要的端電壓（V）和總容量（Ah）。

蓄電池經多次充放電之后，其充放電轉換效率和電池容量會迅速降低，壽命即終結，繼續使用已很不經濟。

影響蓄電池使用壽命的因素很多，其中主要有：

（1）未按技術規范配制符合要求的電解液；

（2）未嚴格實行均充、浮充分階段充電規程；

（3）蓄電池過度充電、深度放電；

（4）蓄電池在虧電狀態下，久置未及時充電。

參考書目

《風力發電》中國電力出版社2003年3月 王承煦張源 主編

《風力發電機組原理與應用》機械工業出版社2011年6月 姚興佳 宋俊編著

《風能技術》[美]Tony Burton 等著 武鑫等譯科學出版社

第五篇：風力發電機工作原理

北方電力論壇 bbs.cneclub.com 風力發電機工作原理

2007-04-16 15:57閱讀1139評論1

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現代變速雙饋風力發電機的工作原理就是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；同時監視齒輪箱、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。