【正文】 ，不足之處是快速響應(yīng)性差。在發(fā)電機(jī)高速軸上安裝特制的測速感應(yīng)盤，以產(chǎn)生可靠的記數(shù)脈沖。前者成為碼盤，后者稱碼尺．按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種．接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”還是“0”。此方法簡便、可靠。測速發(fā)電機(jī)測量轉(zhuǎn)速：測速發(fā)電機(jī)是應(yīng)用比較廣泛的轉(zhuǎn)速測量裝置之一。電阻應(yīng)變片將被測試件所受的應(yīng)變ε轉(zhuǎn)換成電阻的相對變化；測量電路包括信號放大器和濾波器，其作用是對信號進(jìn)行必要的調(diào)整。電阻應(yīng)變計主要是由敏感柵、基底、引出線及覆蓋層等部分組成的。能量轉(zhuǎn)換法這是根據(jù)其它能量參數(shù)（如電能參數(shù)）測量機(jī)械能參數(shù)及扭矩的方法。傳遞法傳遞法是根據(jù)彈性元件在傳遞扭矩時所產(chǎn)生的物理參數(shù)的變化而測量扭矩的方法。因此，習(xí)慣上也常把轉(zhuǎn)動力矩叫做扭轉(zhuǎn)力矩，簡稱扭矩。當(dāng)功率超過額定功率時，變槳距機(jī)構(gòu)開始工作，調(diào)整葉片節(jié)距角，將發(fā)電機(jī)的輸出功率限制在額定值附近。正常運(yùn)行過程中，高速軸轉(zhuǎn)速運(yùn)行在1510轉(zhuǎn)/分鐘左右，而運(yùn)行期間，機(jī)械功率與發(fā)電機(jī)電磁功率處于平衡狀態(tài)，因此轉(zhuǎn)矩變化也反映了發(fā)電機(jī)功率變化。其次，還可以檢測主軸加速度，檢測轉(zhuǎn)矩。控制器按速度上升斜率給出速度參考值，變距系統(tǒng)根據(jù)此值，調(diào)整節(jié)距角。當(dāng)風(fēng)速增大到切入風(fēng)速時，由控制機(jī)構(gòu)驅(qū)動槳葉向從90176。 變槳距控制過程變槳距控制系統(tǒng)是一個隨動系統(tǒng)，、。時，Cp相對最大。時風(fēng)能利用系數(shù)Cp最大，并且風(fēng)能利用系數(shù)Cp隨著槳葉節(jié)距角β增大而減小。 (a)由PROPPC編碼的三維圖。在風(fēng)速變化頻繁，連續(xù)頻繁地調(diào)節(jié)槳葉時，電機(jī)將產(chǎn)生過量的熱負(fù)荷而易于損壞。 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過液壓系統(tǒng)推動槳葉轉(zhuǎn)動，改變槳葉節(jié)距角。 對于變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)，當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時，發(fā)電機(jī)組的出力會始終保持在一個接近理想化的水平，提高了發(fā)電效率。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、故障概率低，但是因為限于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能受到葉片失速性能，當(dāng)風(fēng)速高于額定值時發(fā)電功率會隨著風(fēng)速的升高而下降。(3)發(fā)電機(jī)本設(shè)計中所涉及到的發(fā)電機(jī)為繞線式三相異步發(fā)電機(jī)，因此是通過改變定子電壓而改變發(fā)電機(jī)反力矩和轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)變速的。由于葉尖速度的限制，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度較慢，而發(fā)電機(jī)不能太重，而極對數(shù)較少，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速要盡可能的高，因此就要在風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)之間連接齒輪箱增速器，把轉(zhuǎn)速提高，達(dá)到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 ωr一風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的角速度，rad/s。如果葉片裝好后安裝角不再變化，那么雖在某一風(fēng)速下可能得到最好的氣動力性能，但在其它風(fēng)速下則未必如此?？紤]到風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，葉片不同位置處繞軸心線速度不同，在相同風(fēng)速下，相同的安裝角在不同的位置對風(fēng)形成的攻角a都將不同。，此時槳葉與該葉片元的攻角。風(fēng)力機(jī)在偏航系統(tǒng)控制下，保持風(fēng)輪軸向與風(fēng)向一致。目前通過采用變滑差發(fā)電機(jī)、葉片主動失速等技術(shù)，減少了變槳距機(jī)構(gòu)的動作次數(shù)，降低了變槳距軸承的機(jī)械磨損，同時使其盡量運(yùn)行在最佳葉尖速比，優(yōu)化輸出功率。位置不變；第三階段，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率到達(dá)額定后，變槳距系統(tǒng)即根據(jù)輸出功率的變化調(diào)整節(jié)距角的大小，使風(fēng)力機(jī)在風(fēng)速高于額定風(fēng)速運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)的輸出功率基本保持不變。其調(diào)節(jié)方法分為三個過程：第一個過程是開機(jī)階段，當(dāng)風(fēng)電機(jī)達(dá)到運(yùn)行條件時，控制器調(diào)節(jié)節(jié)距角。垂直軸風(fēng)力機(jī)主要分為兩個主要類別：一是利用空氣動力的阻力做功的S型風(fēng)輪，二是利用翼形升力做功的(Darrieus)型風(fēng)力機(jī)。100kW以上的中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及1MW以上的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組皆配有微機(jī)或者可編程控制器(PLC)組成的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)控制、自檢、和顯示功能。上風(fēng)向風(fēng)力機(jī)需要有對風(fēng)機(jī)構(gòu)，而下風(fēng)向風(fēng)力機(jī)在風(fēng)的作用下自動對準(zhǔn)風(fēng)向。用于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)力機(jī)一般葉片數(shù)取24，普遍采用全翼展或者1/3翼展槳距控制或葉尖失速控制。此時的液壓系統(tǒng)不再是簡單的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它自身已組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用了電液比例閥或電液伺服閥，使控制系統(tǒng)的水平提高到一個新的階段。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速則由電網(wǎng)頻率決定。八：控制系統(tǒng)與一般工業(yè)控制過程不同，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是綜合性控制系統(tǒng)。在小型風(fēng)力機(jī)中多采用機(jī)械抱閘剎車方式實現(xiàn)制動停車，可以手動也可自動實現(xiàn)停車。首先松偏航閘，封鎖傳感器故障的報告，當(dāng)需要解纜且記錄數(shù)字為負(fù)時，控制偏轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)需要解纜且記錄數(shù)字為正時，控制偏轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。若因故障，自動解纜未起作用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)也規(guī)定了一個極值圈數(shù)，在紐纜達(dá)到極值圈數(shù)左右時，紐纜開關(guān)動作，報紐纜故障，停機(jī)等待人工解纜。由于風(fēng)向的不確定性，風(fēng)力發(fā)電機(jī)就需要經(jīng)常偏航對風(fēng)，而且偏航的方向也是不確定的，由此引起的后果是電纜會隨風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動而扭轉(zhuǎn)。所以，有些風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用無刷雙反饋電機(jī)，該電機(jī)定子有兩套極數(shù)不同的繞組，轉(zhuǎn)子為籠型結(jié)構(gòu)，無須滑環(huán)與電刷，可靠性高。同時在齒輪箱的使用中，應(yīng)根據(jù)使用地點(diǎn)的不同添加潤滑油冷卻或加溫機(jī)構(gòu)，以確保齒輪箱的潤滑，增加其使用壽命。增速箱的特點(diǎn)是：(1)高速級采用行星架浮動，低速級采用太陽輪浮動，這樣使結(jié)構(gòu)簡化而緊湊，同時均載效果好。由于葉尖部分處于距離軸的最遠(yuǎn)點(diǎn)，整個葉片作為一個長的杠桿，擾流器產(chǎn)生的氣動阻力相當(dāng)高，足以使風(fēng)力機(jī)在幾乎沒有任何磨損的情況下迅速減速，這一過程即是槳葉空氣動力剎車。一：槳葉系統(tǒng)風(fēng)能是隨機(jī)性能源，當(dāng)風(fēng)力變化時，風(fēng)力機(jī)軸上輸出功率也將隨之發(fā)生變化，因此如何調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)的輸出功率對并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言是十分重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。這時隨著風(fēng)速的升高，槳葉開始失速，功率反而有所下降。由于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的單個葉片已重達(dá)數(shù)噸，變槳距調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度要跟上風(fēng)速的變化是相當(dāng)困難的。變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)不完全依靠葉片的氣動性能。為了解決上述問題，定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組普遍采用雙速發(fā)電機(jī)，即采用兩個不同額定功率、不同極對數(shù)的異步發(fā)電機(jī)。變漿距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 定漿距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 變漿距和定漿距調(diào)節(jié)特性這種方式調(diào)節(jié)簡單可靠，控制大大簡化。當(dāng)風(fēng)速變化時，功率系數(shù)隨之改變。所以，也許對于風(fēng)能來說，現(xiàn)在的一切只不過是剛剛開始。 目前全世界的風(fēng)電裝機(jī)容量正在以每年25%以上的增速高速增長，越來越多的國家開始致力于這一完全清潔能源的開發(fā)。全球風(fēng)能資源蘊(yùn)藏量巨大，其中可利用的風(fēng)能為2000萬兆瓦，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)力發(fā)電已成為世界各國和地區(qū)新建發(fā)電廠的“主流選擇”之一。美國風(fēng)能協(xié)會日前發(fā)表的最新年度報告指出，美國風(fēng)力發(fā)電新增裝機(jī)容量連續(xù)3年排名世界第一，2007年美國風(fēng)力發(fā)電的新增裝機(jī)容量達(dá)5244兆瓦，較上年增加45%，占當(dāng)年美國新增裝機(jī)發(fā)電總?cè)萘康?0%。這些政策吸引了大量的資金采購風(fēng)電機(jī)組，使剛剛建立起來的丹麥風(fēng)電機(jī)組制造業(yè)獲得了大批量生產(chǎn)和改進(jìn)質(zhì)量的機(jī)會。丹麥風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展策略是政府不直接支持制造廠商，而是對購買風(fēng)電機(jī)組的用戶提供補(bǔ)貼。許多國家建立了眾多的中型和大型風(fēng)力發(fā)電場，并形成了一整套有關(guān)風(fēng)力發(fā)電場的規(guī)劃方法、運(yùn)行管理和維護(hù)方式、投融資方式、國家扶持的優(yōu)惠政策及規(guī)范、法規(guī)等。丹麥風(fēng)電技術(shù)也很先進(jìn)。然而在海上建造難度也大：巨大的基座必須固定入海底30m深度，才能使裝置經(jīng)受得住狂風(fēng)惡浪的沖擊；水下的驅(qū)動裝置和電子部件必須得能防止高鹽度海水的腐蝕；與陸地連接還得需要幾公里長的海底電纜。 國外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展概況及前景1973年發(fā)生石油危機(jī)以后，西方發(fā)達(dá)國家為尋求替代石化燃料的能源，在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究與應(yīng)用上投入了相當(dāng)大的人力和資金，充分綜合利用空氣動力學(xué)、新材料、新型電機(jī)、電力電子技術(shù)、計算機(jī)、自動控制及通信技術(shù)等方面的最新成果，開創(chuàng)了風(fēng)能利用的新時期。到2020年，我國風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到3萬兆瓦，并沖擊5萬兆瓦，屆時風(fēng)電的成本將接近傳統(tǒng)發(fā)電方式。 國家發(fā)改委日前(9月4日)發(fā)布《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》。2004年，我國新裝機(jī)的風(fēng)力發(fā)電容量為197MW，總裝機(jī)容量為760MW。東南沿海及其島嶼、青藏高原、西北、華北、新疆、內(nèi)蒙古和東北部分地區(qū)都屬于風(fēng)能儲藏量比較豐富的地區(qū)，而甘肅、山東、蘇北、皖北等地區(qū)也有相當(dāng)大比例的風(fēng)能資源可以有效利用。風(fēng)力發(fā)電作為我國電力結(jié)構(gòu)中的新型分布式供電系統(tǒng)，以其靈活、實用的方式，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入活力，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會效益。中國按人均和全國面積平均，溫室氣體排放量很低，但中國隨著能源消費(fèi)量增加而引起的溫室氣體排放量的增加正引起全球的矚目。中國人口占世界總?cè)丝诘?0％，己探明的煤炭儲量占世界儲量的11％、％、％，人均能源資源占有量不到世界平均水平的一半，石油僅為十分之一。風(fēng)能利用上的困難，使得風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)和管理出現(xiàn)了一些特殊問題。顯然，要提高風(fēng)輪的出力，只有靠增大風(fēng)輪的半徑，或裝在風(fēng)速較大的地點(diǎn)。10kW以下小型機(jī)組，一般配置蓄電池，或與其他形式的能源如太陽能PV光伏電站、柴油發(fā)電機(jī)組等構(gòu)成混合發(fā)電系統(tǒng)。風(fēng)能屬于過程性能源，具有隨機(jī)性、間歇性、不穩(wěn)定性，風(fēng)速和風(fēng)向經(jīng)常變動，它們對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工況影響很大。 風(fēng)能的特點(diǎn)雖然風(fēng)能是一種取之不盡、用之不竭、清潔無污染的可再生能源，且蘊(yùn)藏量巨大，但是，利用風(fēng)能發(fā)電比用水力發(fā)電困難得多，這是由于風(fēng)能具有以下特點(diǎn)：(1)風(fēng)能的能量密度小。因此從宏觀上看，我國具備大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的資源條件。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣對流運(yùn)動形成風(fēng)。 風(fēng)能能源危機(jī)以來，人們的綠色環(huán)保意識的加強(qiáng)，世界風(fēng)電事業(yè)迅速發(fā)展，裝機(jī)容量迅速增加，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也隨之得到迅猛發(fā)展，兆瓦級變速恒頻變槳距風(fēng)力機(jī)組已經(jīng)成為當(dāng)今國際社會風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主流產(chǎn)品。由于化石資源的日益枯竭和人類對全球環(huán)境惡化的倍加關(guān)注，風(fēng)能作為取之不盡、用之不竭的清潔綠色能源已深受全世界的重視。目前風(fēng)電場的全年發(fā)電量近8億度，已形成產(chǎn)值20多億元，在社會經(jīng)濟(jì)生活中產(chǎn)生了一定的影響，不僅對當(dāng)?shù)啬茉垂?yīng)結(jié)構(gòu)和減少環(huán)境污染產(chǎn)生了影響，而且對促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和增加新的就業(yè)機(jī)會也做出了實際貢獻(xiàn)。風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)換形式，是一種重要的自然能源。我國風(fēng)能資源儲量豐富，據(jù)初步估算我國陸上離地面10m高度層的風(fēng)能資源總儲量為32260000MW，可開發(fā)量為2530000MW；近海（水深不超過10m）區(qū)域，離海10m高度層的風(fēng)能儲量約為7500000MW。風(fēng)力發(fā)電既有效地利用了自然資源，又保護(hù)了自然環(huán)境，還解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)人們的用電需求。(2)風(fēng)能的穩(wěn)定性差。對于單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，要保證不間斷地供電，必須配備相應(yīng)的儲能裝置。％，實際效率會更低一些，統(tǒng)計顯示，~，~。風(fēng)電最大缺點(diǎn)是不穩(wěn)定，大量建設(shè)風(fēng)電會給電網(wǎng)調(diào)度帶來困難，需要統(tǒng)一的電網(wǎng)進(jìn)行管理和調(diào)度。 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展 中國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展概況及前景中國人口眾多，能源資源相對匱乏。中國溫室氣體排放量約占全世界總排放量的13％，僅次于美國之后居世界第二位。，近年來己建成26處風(fēng)力發(fā)電場，1994年并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)30MW，年發(fā)電量7500萬kWh，到2000年底，并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量己達(dá)到344MW，年發(fā)電量約86億kWh，同時還有13萬臺小型獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在廣大牧區(qū)、海島、有風(fēng)無電的邊遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)行。 2002~2007年全國風(fēng)電總裝機(jī)容量中國的風(fēng)電資源不僅豐富，而且分布基本均勻。我國風(fēng)能資源開發(fā)利用較早，但早期主要是以分散、小規(guī)模試驗和示范形式，規(guī)模化風(fēng)力發(fā)電場的建設(shè)始于上世紀(jì)90年代，大體可分為三個階段：第一階段是1986～1990年，是我國風(fēng)電項目的探索和示范階段，其特點(diǎn)是項目規(guī)模小、單機(jī)容量小；第二階段是1991～1995年，為示范項目取得成效并逐步推廣階段；第三階段是1996年后，為擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模階段。1976年我國第一臺國產(chǎn)18kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并人浙江省泗礁島電網(wǎng)試運(yùn)行，1983年山東榮城引進(jìn)3臺Vestas55kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，1986年新疆達(dá)板城安裝1臺Micon100kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，1989年新疆達(dá)板城安裝13臺Bonus150kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，內(nèi)蒙古朱日和安裝5臺美國Windpower100kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會公布的數(shù)據(jù)，截至2006年底，我國已建成91個風(fēng)力發(fā)電場，總裝機(jī)容量2599兆瓦。目前，可再生能源規(guī)模只有8%。