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风力发电机有哪几种 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2017-02-17

根据风力机采用的不同结构类型、不同特征及不同组合,风力发电机可以有以下几种分类。

一、根据风力发电机旋转主轴的布置方向(即主轴与地面相对位置)分类可分位水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机。

1)水平轴式风力发电机  水平轴式风力发电机的风轮围绕一个水平轴旋转,工作时,风轮的旋转平面与风向垂直。风轮上的叶片是径向安置的,与旋转轴相垂直,并与风轮的旋转水平成一个角度φ(安装角)。

水平轴式风力发电机组有两个主要优点:一是实度较低,进而能量成本低于垂直轴式风力发电机组;二是叶轮扫掠面的平均高度可以更高,利于增加发电量。

用于风力发电的风力机一般叶片数取1-4(大多为2片或者3片)。

2)垂直轴式轴式风力发电机  垂直轴式风力发电机转动轴与地面垂直,设计较为简单,风轮在风向改变时无需对风,可减小风轮对风时的陀螺力。

垂直轴式风力发电机的优点如下。

①可以接受来自任何方向的风,因而当风向改变时,无需对风,由于不需要调向装置,使它们的结构设计简化。

②齿轮箱和发电机可以安装在地面上,检修维护方便。

二、根据桨叶受力方式分类

可分为升力型风力机和阻力型风力机。升力型风力机主要是利用叶片上所受升力来转换风能的,是目前的主要形式。

阻力型风力机主要是利用叶片上所受阻力来转换风能的,这种形式较少采用。

三、根据桨叶数量分类

可分为单叶片、双叶片、3叶片和多叶片型风力机。

叶片树木由很多因素决定,其中包括空气动力效率、复杂度、成本、噪声、美学要求等因素。大型风力发电机可有1、2或3个叶片构成。叶片较少的风力发电机通常需要更高的转速以捕获风中的能量,因此噪声比较大。但叶片太多,他们之间会相互作用而降低系统效率。目前3叶片风力机是主流。从美学角度看,3叶片风力发电机看上去较为平衡和美观。

四、根据风轮设置位置分类

可分为上风向风力发电机和下风向风力发电机。

上风向风力发电机:风轮在塔架的下风位置顺着风向旋转的风力发电机,大部分风力发电机采用上风向。

下风向风力发电机:风轮在塔架的下风位置顺着风向旋转的风力发电机,一般用于小型风力发电机。

上风向风力发电机必须有某种调向装置来保持风轮迎风。对小型风力发电机,这种对风装置采用尾舵:而对于大型风力发电机,则利用风向传感元件及伺服电动机组成的传动机构。

下风向风力发电机则能够自动对准风向,从而免除了调向装置。但对于下风向风力发电机,由于一部分空气通过塔架后再次吹向风轮,这样塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低。

五、根据机械传动方式分类

可分为有齿轮箱型风力发电机的叶片通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴器将转矩传递到发电机的传动轴。联轴器具有良好的吸收阻尼和震动的特性,可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。

无齿轮箱直驱型风力发电机则另辟蹊径,配合采用了多想先进技术,桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴,使风力发电机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构,减小了故障概率,优点很多,现多用于大型风力发电机组上。

六、根据桨叶是否可调节分类

可分为定桨距(失速型)风力发电机和变桨距风力发电机。

定桨距(失速型)风力发电机组的桨叶与轮毂的连接是固定的。当风速变化时,桨叶的迎风角度不能随之变化。由于定桨距(失速型)机结构简单、性能可靠,以前在风能开发利用中一直占据主导地位。

变桨距风力发电机组的叶片可以绕叶片中心轴旋转,使叶片攻角可在一定范围内(一般0-90度)调节变化,其性能比定桨距型高很多,但结构也较复杂,多用于大型风力发电机组。

七、根据风轮转速是否恒定分类

可分为恒速风力发电机组和变速风力发电机组。

恒速风力发电机组的设计简单可靠,造价低,维护量少,直接并网;但空气动力效率低,结构载荷高,容易造成电网波动,从电网吸收无功功率。

变速风力发电机组的气动效率高,机械应力小,功率波动小,成本效率高,支撑结构轻。但功率对电压敏感,电气设备的价格较高,维护量大。现常用于大容量的风力发电机组。

八、根据风力发电机的发电机类型分类

可分为异步发电机型和同步发电机型。

九、可分为高压风力发电机和低压风力发电机。

高压风力发电机的输出端电压为10-20KV,甚至达40KV,可省掉风力发电机的升压变压器直接并网。它与直驱型永磁体极结构一起组成的同步发电机总体方案,是目前风力发电机中一种很有发展前途的机型。

低压风力发电机的输出端电压为1KV以下,目前市面上大多为此机型。

十、根据风力发电机的额定功率分类

可分为大型、中型、小型、微型风力发电机。

一般按照风力发电机的额定功率进行划分,10KW以下风力发电机为微型风力发电机,10-100KW的为小型风力发电机,100-1000KW的为中型风力发电机,1000KW以上的兆瓦级风力发电机为大型风力发电机。

 
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