风电机分类及结构特点ppt课件.ppt

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1、风电机分类及结构特点NORDEX80/2500kW型1、叶轮2、轮毂3、机舱内框架4、叶轮轴与主轴连接5、主轴6、齿轮箱7、刹车盘8、发电机的连接9、发电机10、散热器11、冷却风扇12、风测量系统13、控制系统14、液压系统15、偏航驱动16、偏航轴承17、机舱盖18、塔架19、变桨距部分风电机的结构2008年9月3日浙江风电公司吴金城风电机分类按叶片受力效应分类按风轮转轴布置方式分类按风轮位置分类按风电机的功率控制方式分类按风轮转速分类按传动机构分类按发电机分类按叶片受力效应分类阻力型：利用风的阻力推动机械旋转，转化风能为机械能

2、。波斯风磨叶片形状简单，制造容易，应用于功率小，扭距大的地方。但转速低，功率系数非常小。波斯风车大概0.17，风杯风速计大概0.08。升力型：利用翼型的升力驱动机械旋转。现代风电机（水平轴风电机，垂直轴达里厄风电机）翼型复杂，转速较高，功率系数0.4-0.5左右。按风轮转轴布置方式分类水平轴风电机：从古到今都是最流行、最为广泛采用风力机形式。垂直轴风电机：30年代初法国人Darrieus发明的拳曲成形的立轴风轮，利用翼型的升力产生转矩。（无法自启动，达到确定的高尖速比时产生正的力矩。）唯一成功的制造者美国的Flowind，大约700台17米和19米

3、风电机。最大功率系数对应尖速比较小且范围窄。水平轴风电机空气流速平行于风轮轴，叶片受交变应力作用，受疲劳载荷。特点：垂直轴风电机－Darrieusmachine优点：1)发电机、齿轮箱可以放置在地面，便于维护。无需塔架支撑机舱。2)无需偏航机构对风。缺点：1)风轮接近地面，风轮周围的风速不高。2)风电机的总体效率不突出（0.4），最大0.56（不能自启动）。3)风电机不能自持（需要拉线等固定）按风轮位置分类上风向风电机下风向风电机上风向风电机上风向风电机：风轮在塔架上风向，避免了塔影效应的影响。风轮需要坚固一些，且距离塔架一定的距离。此外上风向

4、风电机需要一套偏航机构用于对风。下风向风电机风轮在塔架的下风向，理论优点是无需偏航机构。美国windpower－内蒙朱日和风电场为山地台风区设计的下风向风机山区地形影响台风影响台风－风向剧烈变化－电网可能瘫痪风电机－最佳抗风位置（正面、侧面30％）－偏航－下风向按风电机的功率控制方式分类失速型风电机：主动失速型风电机：（0－－5度），启动变桨，步进电机变桨风电机：（0－90度）按风轮转速分类定速型风电机:控制简单，但不能最大限度获得风能。主要问题：定桨距机组在低风速运行时的效率较低—由于转速恒定，而风速变化（如运行风速范围为3~25m/s）；—如果

5、设计低风速时效率过高，叶片会过早失速。发电机本身在低负荷时的效率问题—当P>30%的额定功率时，效率>90%；—但P<25%的额定功率时，效率将急剧下降。解决办法：两速运行和变速运行。变速型风电机变速型风电机1）双速运行将发电机分别设计成4极和6极。一般6极发电机的额定功率设计成4极发电机的1/4到1/5。如600Kw机组：6极——150Kw，4极——600Kw特点：——叶轮和发电机在低风速段的效率提高；——与变桨距机组在额定功率前的功率曲线差别缩小。变速型风电机优点：在低风速段，改变叶轮转速保持最佳尖速比；叶轮的低速运行降低了噪声；叶轮像飞轮一样

6、，调节气动扭矩的波动，使之平稳传给传动系；两种变速方式：宽幅变速：叶轮转速从0到额定转速，发电机定子通过变流器与电网连接。窄幅变速：叶轮转速从30～50％电机同步转速到额定转速。发电机定子直接连接电网，转子通过滑环和变流器与电网连接。按传动机构分类齿轮箱增速型使用齿轮箱连接低速风轮和高速发电机，减小风电机体积。直驱型风轮直接联结发电机，避免齿轮箱故障。E112图片按发电机分类风力发电机中使用的发电机通常有两种：——同步电机：定速机组较少采用——感应电机：定速机组较多采用从动力学的角度看，——同步电机可以看作一个扭转弹簧：弹性扭矩正比于转子磁场和静子

7、磁场的角度差。——异步电机可看作一个扭转阻尼器：阻尼扭矩正比于转子磁场和静子磁场的转速差。在周期性的气动扭矩的作用，传动系要求较大的阻尼。因此定速风力发电机更多地使用异步发电机而不是同步发电机。异步发电机鼠笼异步发电机绕线异步发电机：（RCC）双馈异步发电机直驱发电机于旋转电机的功率输出可表示为：P＝KD2Ln如果降低转速n，则需增加长度L或直径D。显然增加直径更经济。因此直驱式机组通常采用大直径而较短的长度。（对比汽轮发电机）感应电机要求很小的气隙，以保证适当的气隙磁通密度。而同步电机的转子上带励磁系统，可以在大气隙时运行。由于机械和热力学的原因

8、，小气隙的大电机是难以制造的。因此，直驱式机组使用同步电机，永磁激励或励磁绕组激励。使用同步电机，在电机接入电网前，需要增