熱點資訊
咨詢熱線：
0513-81100618
13861988658
郵件： linkai@ntcygs.cn
電話：13861988658
地址： 江蘇省南通市通州區(qū)張芝山鎮(zhèn)
熱門標簽
?風力發(fā)電機種類有哪些？為什么它轉(zhuǎn)得很慢卻
發(fā)布時間：2019-11-25 17:54 文章來源：未知 文章作者：admin 點擊數(shù)：
風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國近幾年風電產(chǎn)業(yè)突飛猛進。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風力發(fā)電機
風力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；我國近幾年風電產(chǎn)業(yè)突飛猛進。小型風力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng)：風力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆變器。風力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能?？偟膩碚f，風力發(fā)電機是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風速度(微風的程度)，便可以開始發(fā)電。下面賢集網(wǎng)小編來為大家詳細介紹風力發(fā)電機種類有哪些？為什么風力發(fā)電機轉(zhuǎn)得很慢卻可以發(fā)電？風力發(fā)電機安裝地點要求及操作上的安全注意事項。
風力發(fā)電機種類有哪些
一、按風力發(fā)電機按葉片分類
按照風力發(fā)電機主軸的方向分類可分為水平軸風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機。
1、水平軸風力發(fā)電機
旋轉(zhuǎn)軸與葉片垂直，一般與地面平行，旋轉(zhuǎn)軸處于水平的風力發(fā)電機。水平軸風力發(fā)電機相對于垂直軸發(fā)電機的優(yōu)點；葉片旋轉(zhuǎn)空間大，轉(zhuǎn)速高，適合于大型風力發(fā)電廠。水平軸風力發(fā)電機組的發(fā)展歷史較長，已經(jīng)完全達到工業(yè)化生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，效率比垂直軸風力發(fā)電機組高。到目前為止，用于發(fā)電的風力發(fā)電機都為水平軸，還沒有商業(yè)化的垂直軸的風力發(fā)電機組。
2、垂直軸風力發(fā)電機
旋轉(zhuǎn)軸與葉片平行，一般與地面吹垂直，旋轉(zhuǎn)軸處于垂直的風力發(fā)電機。垂直軸風力發(fā)電機相對于水平軸發(fā)電機的優(yōu)點在于；發(fā)電效率高，對風的轉(zhuǎn)向沒有要求，葉片轉(zhuǎn)動空間小，抗風能力強(可抗12-14級臺風)，啟動風速小維修保養(yǎng)簡單。垂直軸與水平式的風力發(fā)電機對比，有兩大優(yōu)勢：一、同等風速條件下垂直軸發(fā)電效率比水平式的要高，特別是低風速地區(qū)；二、在高風速地區(qū)，垂直軸風力發(fā)電機要比水平式的更加安全穩(wěn)定；另外，國內(nèi)外大量的案例證明，水平式的風力發(fā)電機在城市地區(qū)經(jīng)常不轉(zhuǎn)動，在北方、西北等高風速地區(qū)又經(jīng)常容易出現(xiàn)風機折斷、脫落等問題，傷及路上行人與車輛等危險事故。
二、按風力發(fā)電機的輸出容量分類
可將風力發(fā)電機分為小型，中型，大型，兆瓦級 系列。
1、小型風力發(fā)電機是指發(fā)電機容量為0.1~1kw的風力發(fā)電機。
2、中型風力發(fā)電機是指發(fā)電機容量為1~100kw的風力發(fā)電機。
3、大型風力發(fā)電機是指發(fā)電機容量為100~1000kw的風力發(fā)電機。
4、兆瓦級風力發(fā)電機是指發(fā)電機容量為1000以上的風力發(fā)電機。
三、按風力發(fā)電機功率調(diào)節(jié)方式分類
可分為定槳距時速調(diào)節(jié)型，變槳距型，主動失速型和獨立變槳型風力發(fā)電機。
1、定槳距失速型風機
槳葉于輪轂固定連接，槳葉的迎風角度不隨風速而變化。依靠槳葉的氣動特性自動失速，即當風速大于額定風速時依靠葉片的失速特性保持輸入功率基本恒定。
2、變槳距調(diào)節(jié)
風速低于額定風速時，保證葉片在最佳攻角狀態(tài)，以獲得最大風能；當風速超過額定風速后，變槳系統(tǒng)減小葉片攻角，保證輸出功率在額定范圍內(nèi)。
3、主動失速調(diào)節(jié)
風速低于額定風速時，控制系統(tǒng)根據(jù)風速分幾級控制，控制精度低于變槳距控制；當風速超過額定風速后，變槳系統(tǒng)通過增加葉片攻角，使葉片“失速”，限制風輪吸收功率增加。
4、獨立變槳控制風力機
由于葉片尺寸較大，每個葉片有十幾噸甚至幾十噸，葉片運行在不同的位置，受力狀況也是不同的故葉片中立對風輪力矩的影響也是不可忽略的。通過對三個葉片進行獨立的控制，可以大大減小風力機葉片負載的波動及轉(zhuǎn)矩的波動，進而減小傳動機構(gòu)與齒輪箱的疲勞度，減小塔架的震動，輸出功率基本恒定在額定功率附近。
四、按分離發(fā)電機的機械形式分類
可分為有齒輪箱的風力機，無齒輪的風力機和混合驅(qū)動型風力機。
1、帶齒輪箱的風力發(fā)電機
由于葉尖速度的限制，風輪旋轉(zhuǎn)速度一般較慢。風輪直徑在100m以上時，風輪轉(zhuǎn)速在15r/min或更低。為了使發(fā)電機的體積變小，就必須是發(fā)電機輸入轉(zhuǎn)速更高，這時就必須使用變速箱體搞轉(zhuǎn)速使得發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)速在1500/min或者3000/min這樣，發(fā)電機體積就可以設計的盡可能小。
2、無齒輪箱發(fā)電機
將葉輪和發(fā)電機直接連接在一起結(jié)構(gòu)的風力發(fā)電機成為無齒輪箱使風力發(fā)電機。這種發(fā)電機由于沒有齒輪箱，所以結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維護方便故無齒輪箱的風力發(fā)電機將來有可能發(fā)展與海上風力發(fā)電機上使用。
3、混合驅(qū)動型風力發(fā)電機
混合驅(qū)動型風力發(fā)電機采用一級齒輪進行傳動，齒輪箱結(jié)構(gòu)簡單效率高。由于增加了點擊轉(zhuǎn)速點擊尺寸和重量比一般的直趨機組的電機尺寸小，重量也比較輕。所以這種風力發(fā)電機具有直趨風力發(fā)電機的特點也有體積小，重量輕的有點，逐漸成為3GW以上的大型風機組設計開發(fā)的一種趨勢。
五、按風力發(fā)電機組的發(fā)電機類型分類
可分為異步型風力發(fā)電機和同步型風力發(fā)電機。
1、異步發(fā)電機按其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同又可分為
a、籠型異步發(fā)電機――轉(zhuǎn)子為籠型。
由于結(jié)構(gòu)簡單可靠、廉價、易于接入電網(wǎng)，而在小、中型機組中得到大量的使用；
b、繞線式雙饋異步發(fā)電機――轉(zhuǎn)子為線繞型。
定子與電網(wǎng)直接連接輸送電能，同時繞線式轉(zhuǎn)子也經(jīng)過變頻器控制向電網(wǎng)輸送有功或無功功率。
2、同步發(fā)電機型按其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的磁極的類型又可分為
a、電勵磁同步發(fā)電機――轉(zhuǎn)子為線繞凸極式磁極，由外接直流電流激磁來產(chǎn)生磁場。
b、永磁同步發(fā)電機――轉(zhuǎn)子為鐵氧體材料制造的永磁體磁極，通常為低速多極式，不用外界激磁，簡化了發(fā)電機結(jié)構(gòu)，因而具有多種優(yōu)勢。
六、按齒輪箱和發(fā)電機相對位置分類
齒輪箱和發(fā)電機相對位置可分為緊湊型和長軸布置型。
1、緊湊型風力發(fā)電機
緊湊型風力發(fā)電機的風輪直接與齒輪箱低速軸相連，齒輪高速軸輸出端通過彈性聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機連接，發(fā)電機與齒輪箱外殼連接。這種結(jié)構(gòu)齒輪箱使專門設計的，由于結(jié)構(gòu)緊湊，可以節(jié)省材料和相對的費用。作用在風輪和發(fā)電機上的力都是通過齒輪箱外殼體傳遞到主框架上的。緊湊型風力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)主軸與發(fā)電機軸在同一平面內(nèi)，在齒輪箱損壞是，需要將風輪，齒輪箱，發(fā)電機一塊拆下來進行修理，比較麻煩。
2、長軸布置型風力發(fā)電機
通過固定在機艙主框架的主軸，與齒輪箱低速軸連接。長軸布置型風力發(fā)電機的主軸是單獨的，有單獨的軸承支撐。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是風輪沒有直接作用在齒輪箱的低速軸上，齒輪箱可以采用標準結(jié)構(gòu)，減小齒輪箱低速軸收到的復雜力矩，降低了費用，減少了齒輪箱受損的可能性。
七、按風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速分類
按照發(fā)電機的轉(zhuǎn)速及并網(wǎng)方式可以將發(fā)電機分為定速風機和變速風機。
1、定速型風力發(fā)電機
定速風力機一般采用時速控制的槳葉控制方式，使用直接與電網(wǎng)相連的異步感應電動機，由于風能的隨機性，驅(qū)動異步發(fā)電機的風力機低于額定運行的時間占全年運行時間的60%~70%。為了充分利用低風速的風能，增加發(fā)電量，廣泛應用雙速異步發(fā)電機，設計成4級和6級繞組。在低速運轉(zhuǎn)時，雙速異步發(fā)電機的效率比氮素異步發(fā)電機搞，滑差損耗小，當風力發(fā)電機組在低風速運行時，不僅槳葉具備有較高的啟動效率，發(fā)電機效率也能保持在較高的水平。
2、變速風力發(fā)電機
變速風力機一般配備變槳距功率調(diào)節(jié)方式。風力機必須有一套控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，限制轉(zhuǎn)速和功率。調(diào)速與功率調(diào)節(jié)裝置的首要任務是使風力機在大風，運行發(fā)生故障和過載荷是得到保護：其次，使風電機組能夠在啟動時順利切入運行，電能質(zhì)量符合公共電網(wǎng)要求。
八、按風力發(fā)電機塔架的不同分類
按照塔架的不同可分為塔筒式風力機和桁架式風力機
1、塔架式風力發(fā)電機
國內(nèi)及國外絕大多數(shù)風力發(fā)電機組采用塔筒式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是剛性好，冬季人員登塔安全，連接部分的螺栓與桁架塔相比要少得多，維護工作兩少，便于安裝和調(diào)節(jié)。
2、桁架式風力機
桁架式采用類似電力塔的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)風阻小，便于運輸。但組裝 復雜，需要每年對他家的螺栓進行緊固，工作量很大，而且冬季爬塔架的條件惡劣。在我國，這種結(jié)構(gòu)的機型更適合南方海島使用，特別是陣風達，風向不穩(wěn)定的風場，桁架塔更能吸收手機組運行時產(chǎn)生的扭矩和震動。
為什么風力發(fā)電機轉(zhuǎn)得很慢卻可以發(fā)電？
1、葉片的角速度雖然很慢，但是經(jīng)過內(nèi)部的增速齒輪后，速度可達到每分鐘上千轉(zhuǎn)，然后再帶動發(fā)電機發(fā)電。
2、大型風力發(fā)電機的單個葉片，一般都有20米的長度，有的甚至超過了50米。
3、葉片的轉(zhuǎn)速，滿負荷時一般在20r/min左右，最大轉(zhuǎn)速約30r/min；如果以20米葉片的滿負荷轉(zhuǎn)速計算，其葉片末端的線速度達到了42m/s。
4、風力發(fā)電的葉片，一般重達數(shù)十噸，這么重的質(zhì)量，如果旋轉(zhuǎn)過快，其底座和軸承會吃不消的，可能造車嚴重的飛車事故；所以風力發(fā)電機在風速太大時，會觸發(fā)剎車制動，如果遇到暴風雨，甚至還會主動停車。
5、我們平?？吹降娜~片，看似轉(zhuǎn)動很慢，其實在內(nèi)部經(jīng)過增速齒輪后，轉(zhuǎn)速是很快的，然后再帶動發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)電力的輸出，功率達到兆瓦級別。
6、從物理學的角度看，物體轉(zhuǎn)動時的做功能力，除了和自身轉(zhuǎn)速有關(guān)外，還和扭矩有關(guān)，風力發(fā)電機的葉片角速度雖然慢，但是卻擁有很大的扭矩！
風力發(fā)電機安裝地點要求
1、風能資源豐富。小型風力發(fā)電機一般應在風力資源較豐富的地區(qū)使用，即年平均風速在3米/秒以上，全年3～20米/秒有效風速累計時數(shù)在3000小時以上。
2、具有較穩(wěn)定的盛行風向。風力發(fā)電機盡可能安裝在盛行風向比較穩(wěn)定，季節(jié)變化比較小的地方。
3、湍流小。湍流不僅會減少風力發(fā)電機的功率輸出，而且會使整個風力發(fā)電機發(fā)生機械振動。當湍流嚴重時，機械振動能導致風力發(fā)電機破壞。
4、氣象因素影響小。應盡量避開氣流速度頻繁急劇變化的區(qū)域，防止整個裝置振動，損壞風機。要避開容易出現(xiàn)極強風的地區(qū)。強風對風力發(fā)電機的破壞力很大，應考慮結(jié)冰和粘雪對風力發(fā)電機葉片形狀的影響。需要指出的是，由于地形、地勢和地質(zhì)不同，安裝場址的選擇還需要具體問題具體分析，請專業(yè)人員指導。
風力發(fā)電機操作上的安全注意事項
1、當風力發(fā)電機處于運行狀態(tài)時，如果要檢查齒輪箱的噪聲等級、機械部件和發(fā)電機時，只可進入機艙，不得進入輪轂內(nèi)。
2、如果葉片被冰凍上，在轉(zhuǎn)子附近或下面行走將非常危險。如果在葉片上有冰的情況下起動風力發(fā)電機，操作員必須小心且確保在風力發(fā)電機附近沒有其他的人，因為有冰塊落下的危險。
3 、任何時候，在風力發(fā)電機內(nèi)必須至少有兩個人。
在開門進入塔內(nèi)時，必須小心，不要站在打開的半徑內(nèi)并且查看確保也沒有其他人在這一半徑內(nèi)。
4、在進行任何檢查工作之前，必須通過登入塔底權(quán)限斷開遠程控制器的連接，葉片朝向展平的嚙合位置，如果葉片停止轉(zhuǎn)動或者緩慢轉(zhuǎn)動，按下緊急按鈕，在這種情況下，風力發(fā)電機停止運轉(zhuǎn)（建議按下機艙內(nèi)的另一緊急按鈕以免有人松開地面控制器上的緊急按鈕）。如果需要執(zhí)行任何對風力發(fā)電機的檢查或者維修工作，控制必須傳到頂部控制（遠程控制保持無效）。
5、把維修的工具，潤滑油等放進工具包里，確保工具包無破損。在攀登時把工具包掛在安全帶上或背在身上，切忌攀登時不能掉下任何物品。
6、在登塔工作時，要佩戴安全帽。系安全帶，并把防墜落安全鎖扣安裝在鋼絲繩或防滑導軌上，同時要穿結(jié)實防滑的工作鞋。
7、攀登塔架時，不要過急，應平穩(wěn)攀登，若中途體力不支可以在中間平臺休息后再繼續(xù)攀登。
8、登塔維修時，不得兩個人在同一段塔筒內(nèi)同時登塔，盡量避免工具跌落傷人的可能性。
9、在風力發(fā)電機組機艙內(nèi)工作時，風速低于12m/s可以開啟機艙蓋，但在離開風力發(fā)電機組前要將機艙蓋合上，并鎖定。風速超過14m/s時應關(guān)閉機艙蓋。風速超過18m/s時禁止登塔工作。
10、在機艙內(nèi)工作時禁止吸煙，在工作結(jié)束后要認真清理工作現(xiàn)場，不允許遺留棄物。
11、若在機艙外高空工作需系好安全帶，安全帶要與剛性物體聯(lián)接，不允許將安全帶系在電纜等物體上，并保證安全帶要有足夠的長度，且要兩人以上配合工作。
12、要斷開主開關(guān)在機艙工作時，必須在主開關(guān)把手上懸掛警告牌，在檢查機組回路時，應保證與電源有明顯斷開點。
13、在電感，電容性能設備上作業(yè)前或進入其圍欄內(nèi)工作時，應將設備充分接地放電后方可進行。
14、吊運零件，工具，應綁扎牢固，需要時宜加導向繩。
15、進行風電機維護檢修工作時，風機零部件，檢修工具必須傳遞，不得空中拋接。零部件，工具必須擺放有序，檢修結(jié)束后應清點。
16、機艙內(nèi)工作需要與地面相互配合時，應通過對講機保證可靠的相互聯(lián)系。
17、若機艙內(nèi)某些工作確需短時開機時，工作人員應遠離轉(zhuǎn)動部分并放好工具包，同時應保證急停按鈕在維護人員的控制范圍內(nèi)。
18、檢修液壓系統(tǒng)前，必須開啟泄壓手閥對液壓站蓄能器泄壓，保證回路內(nèi)無壓力。
19、在使用提升機時，應保證起吊物品的重量在提升機的額定起吊范圍內(nèi)，吊運物品應綁扎牢靠，風速較高時應使用導向繩牽引。
20、在手動偏航時，工作人員要與偏航電機、偏航齒圈保持一定的距離。使用的工具，工作人員身體要遠離旋轉(zhuǎn)和移動部位。
21、在風力發(fā)電機組風輪上工作時需要將風輪鎖定。
22、在風力發(fā)電機組啟動前，應確保機組已處于正常狀態(tài)，工作人員已經(jīng)全部離開機艙回到地面。
23、若風力發(fā)電機組發(fā)生失火事故時，必須按下緊急停機按鈕，并切斷主開關(guān)及變壓器刀閘，進行力所能及的滅火工作，防止火勢蔓延，同時撥打火警電話，當機組發(fā)生危及人員和設備安全的故障時，值班人員應立即拉開該機組線路側(cè)的斷路器，并組織工作人員撤離險區(qū)。
24、如果發(fā)現(xiàn)風力發(fā)電機組風輪結(jié)冰，要使風力發(fā)電機組立即停機，待冰融化后再開機，同時不要過于靠近風力發(fā)電機組 。
25、在雷雨天氣時不要停留在風力發(fā)電機組內(nèi)或靠近風力發(fā)電機組。雷擊過后至少一小時才可以接近風力發(fā)電機組。在空氣潮濕時，風力發(fā)電機組葉片受潮而發(fā)生雜音，這時不要靠近風力發(fā)電機組，以防止感應電。
26、進行風電機特殊維護時應使用專用工具。
27、更換風電機零部件，應符合相應技術(shù)規(guī)范。
28、添加油品時必須與原油品型號一致。更換油品時應通過試驗，滿足風電機技術(shù)要求。
29、雷雨天氣不得檢修風電機。
30、風電機在保修期內(nèi)，檢修人員對風電機更改應經(jīng)過保修單位同意。
31、拆裝葉輪、齒輪箱、主軸等大的風電機部件時，應制定安全措施，設專人指揮。
32、維護檢修發(fā)電機前必須停電并驗明電機確無電壓，并掛警示牌。
33、拆除制動裝置應先切斷液壓、機械和電氣連接。安裝制動裝置應最后連接液壓、機械和電氣連接。
34、每半年對塔筒內(nèi)安全鋼絲繩或防滑導軌、爬梯、工作平臺、門防風掛鉤檢查一次，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
35、電氣絕緣工具和登高安全工具定期檢驗。
36、風電機組加熱和冷卻裝置應每年檢測一次。
37、風電機安全試驗要掛醒目警示性標牌。
38、風電機重要安全控制系統(tǒng)，要定期檢測試驗。檢測試驗只限于熟悉設備和操作的專責人員操作。