风力发电的原理及推广应用风力发电的原理？

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2020-04-23 20:20:50 来源：朵拉利品网

1, 风力发电的原理？

转别人的.
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。
风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。
风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13~25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。
现代变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距（风轮转动惯量），通过主轴传动链，经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后，通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。如果超过发电机同步转速，转子也处于发电状态，通过变流器向电网馈电。
最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，立在一定高度的塔干上，这是小型离网风机。最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无，电压和频率不稳定，没有实际应用价值。为了解决这些问题，现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。
齿轮箱可以将很低的风轮转速（1500千瓦的风机通常为12-22转/分）变为很高的发电机转速（发电机同步转速通常为1500转/分）。同时也使得发电机易于控制，实现稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。要知道，1500千瓦的风机机舱总重50多吨，叶轮30吨，使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。
风机是有许多转动部件的，机舱在水平面旋转，随时偏航对准风向；风轮沿水平轴旋转，以便产生动力扭距。对变桨矩风机，组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转，以便适应不同的风况而变桨距。在停机时，叶片要顺桨，以便形成阻尼刹车。
早期采用液压系统用于调节叶片桨矩（同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用），现在电变距系统逐步取代液压变距。
就1500千瓦风机而言，一般在4米/秒左右的风速自动启动，在13米/秒左右发出额定功率。然后，随着风速的增加，一直控制在额定功率附近发电，直到风速达到25米/秒时自动停机。
现代风机的设计极限风速为60-70米/秒，也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏。理论上的12级飓风，其风速范围也仅为32.7-36.9米/秒。
风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制，在稳定的电压和频率下运行，自动地并网和脱网；同时监视齿轮箱、发电机的运行温度，液压系统的油压，对出现的任何异常进行报警，必要时自动停机，属于无人值守独立发电系统单元。

2, 风电发电原理及结构

风力发电，一般风车有两大类，水平式风车（主轴垂直安装）还有垂直式风车（就是一般看到那些一直在那转的那些）
后者比较广泛被应用，前者通常只用在小风车上
风车的叶片受到风的吹拂后，旋转，当达到一定转速后，测量部分测量到转速足够，由于这个时候风车转时，带动了齿轮相（具体的说是一个加速变速箱）将转速略微提高
然后后边是一台异步发电机，这里要注意，风车通常使用异步发电机，而不是同步发电机，因为他根本无法获得保证输出频率与转速相等，风车转速是一直在变化的
这样带动异步发电机，转得越快，电流越大，越慢则电流越小，当转速太小的时候，检测电路检测到，然后分离发电机与电网的连接，因为如果不分离，发电机转子速度小于同步速，他就成电动机了
异步发电机其实就是异步电动机，没什么区别。
此外，风车发电，由于异步发电机性质决定，大风车通常都有一个逆变电源来初始化发电机的旋转磁场，而有的则依赖同步发电机，不过大多都为从电网反送电
也就是当转速到达一定程度后，即转速大于同步速后，将三相电接入发电机，电网给发电机送电，由于大于同步速运转的转子在旋转，这个时候他不消耗有功，而消耗无功，但发出有功电能，然后实现发电
值得注意的是，异步发电机一定需要外部电源初始化他，是为了让他建立起旋转磁场，否则不能发电的，但他外部电源如果是220V 50HZ，那么只要他的转速超过同步速，他转得越快，发出的电流就越大，电压和频率是不会发生变化的，是和给予他初始化电能的电网一致的

名词解释

发电机

发电机（Generators）是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，由法国人毕克西于1832年发明。一般的发电机是通过原动机将各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，再由发电机转换为电能，经输电、配电网络送往各种用电场所。发电机分为直流发电机和交流发电机，工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律，广泛用于工农业生产、国防、科技及日常生活中。

风车

《风车》（又称我和我的小姨）是一部由孔笙执导，李晨、宋佳、霍思燕等主演的情感家庭剧，于2011年4月5日在江苏城市频道首播。该剧主要讲述了从上世纪60年代到90年代发生在老北京四合院几户人家间错综复杂的情感故事。

转速

转速(Rotational Speed或Rev)是做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数（与频率不同）。常见的转速有额定转速和最大转速等。硬盘转速以每分钟多少转来表示，单位表示为RPM，RPM是Revolutions Per minute的缩写，是转/每分钟。RPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。