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风力发电机工作原理__图文
前言：由于环境污染，人类对大自然的过度开采，我们对无污染、可再生的能源越来越重视。风能就是这样一种无须燃料、无污染、可再生的能源。风力发电机作为把风能运用率较高的产品，受到世界各国的重视。为了让风力发电机更好的为人们服务，今天我们来研究一下风力发电机工作原理。
关键词：风力发电机，风力发电机工作原理，风力发电机结构
一、 风力发电机结构
想要了解风力发电机的工作原理，首先要了解风力发电机是什么，风力发电机的组成部分有哪些。
风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一以大气为工作介质的能量利用机械。
风力发电机的组成部分：
1、机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。
2、转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很像飞机的机翼。
3、轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
4、低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。
5、齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。　高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，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，或风力发电机被维修时。
6、发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。
7、电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。
8、液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。
9、冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。
10、塔：风力发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。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。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比较便宜。
11、风速计及风向标：用于测量风速及风向。
二、 风力发电机原理
现代风力发电机采用空气学原理，就像飞机的机翼一样。风并非“推动”风轮叶片，而是吹过叶片正反面的压差，这种压差会产生升力，令风轮旋转并不断横切风流。
风力发电机的风轮并不能提取风的所有功率。根据Betz定律，理论上风力发电机能够提取的最大功率，是风的功率的59.6%。大多数风力发电机只能提取风的功率的40%或者更少。
风力发电机的叶片是由复合材料制造，小型风力发电机转速快，大型风力发电机转动就很慢。比较简单的风力发电机是采用固定速度的。通常采用两个不同的速度：在弱风下采用低速和在强风下采用高速。这些定速风力发电机的感应式异步发电机能够直接发产生电网频率的交流电。
比较新型的设计一般是可变速的，利用可变速操作，风轮的空气动力效率可以得到改善，从而提取更多的能量，而且在弱风情况下噪音更低。因此，变速的风力发电机比起定速风力发电机越来越受欢迎。
机舱上安装的感测器探测风向，透过转向机械装置令机舱和风轮自动转向，面向来风。
风轮的旋转运动通过齿轮变速箱传送到机舱内的发电机(如果没有齿轮变速箱则直接传送到发电机)。在风电工业中，配有变速箱的风力发电机是很普遍的。不过，为风力发电机而设计的多极直接驱动式发电机，也有显著的发展。设於塔底的变压器(或者有些设於机舱内)可提升发电机的电压到配电网电压。
所有风力发电机的功率输出是随著风力而变的。强风下最常见的两种限制功率输出的方法(从而限制风轮所承受压力)是失速调节和斜角调节。使用失速调节的风电机，超过额定风速的强风会导致通过叶片的气流产生扰流，令风轮失速。当风力过强时，叶片尾部制动装置会动作，令风轮刹车。使用斜角调节的风电机，每片叶片能够以纵向为轴而旋转，叶片角度随著风速不同而转变，从而改变风轮的空气动力性能。当风力过强时，叶片转动至迎气边缘面向来风，从而令风轮刹车。
在风速很低的时候，风力发电机风轮会保持不动。当到达切入风速时(通常每秒3到4米)，风轮开始旋转并牵引发电机开始发电。随著风力越来越强，输出功率会增加。当风速达到额定风速时，风电机会输出其额定功率。之后输出功率会保留大致不变。当风速进一步增加，达到切出风速的时候，风电机会刹车，不再输出功率，为免受损。
青岛恒风风力发电机有限公司是一家专注研发、制造、销售为一体的科技型企业，公司始建于2004年，厂房占地面积5000 余平。公司主要生产150瓦至500千瓦的水平和垂直轴的中小型风力发电机组，风光互补供电系统，广泛应用于离网和并网型发电系统。生产中我们严格按照ISO9001国际标准生产管理体系，并拥有标准的生产线，自动包装流水线，严格的产品检测系统，先进的检测设备，确保为顾客提供好的产品和服务；所有产品已取得CE认证。目前恒风的产品主要出口到欧美，中东，东南亚，澳洲等60多个国家和地区，产品被广泛应用于海岛，军事哨所，海事监控，家用，商业和偏远地区等，有着丰富的设计，生产和安装经验。
结论：风力发电机工作原理总结起来很简单，就是空气动能作用在风力发电机的叶轮上，将动能转化成机械能，从而推动叶轮转动，带动发电机发电。风力发电作为新型能源利用方式，因其无污染、效率高、使用范围广，在我国有着广阔的前景。
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