風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組成部件和功用(編輯修改稿)
2025-06-12 08:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 提高了，產(chǎn)生了回位力矩，當(dāng)風(fēng)速變小時(shí)，它依次回位（cˊ）→（bˊ）→（aˊ）。尾舵如此安裝，就相當(dāng)于一個(gè)重心能上下變動(dòng)的配重，用它們位置高度的變化，代替彈簧拉力的作用。圖3316 尾翼升降調(diào)節(jié)原理示意圖1）縮小風(fēng)輪圓形迎風(fēng)面積。圖3317所示為葉片用鉸鏈安裝在風(fēng)輪軸上，并借助彈簧的壓力保持其設(shè)計(jì)位置。當(dāng)風(fēng)速超過額定值時(shí)，作用在葉片上風(fēng)的正面力加大，克服彈簧作用力，葉片由實(shí)線位置變到虛線位置，風(fēng)輪掃掠面積縮小了，轉(zhuǎn)速不再增加；當(dāng)風(fēng)速變小時(shí)，在彈簧力的作用下，葉片由虛線位置恢復(fù)到實(shí)線位置。利用減少風(fēng)輪迎風(fēng)面積的調(diào)速方法，多用于15kW以下的微型、小型及中型風(fēng)力機(jī)上。（1） 改變?nèi)~片翼型攻角值前已述及，葉片升力與翼型攻角值有著密切的關(guān)系。改變翼型攻角的基本方法是：當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定量值后，設(shè)法使葉片能繞葉片長(zhǎng)度方向的轉(zhuǎn)動(dòng)軸回轉(zhuǎn)某一角度，改變了攻角α值；當(dāng)然同時(shí)也改變了葉片安裝角β值。風(fēng)速再變大，而葉片升力卻不再增加；甚至隨葉片阻力的增大，可使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降低。利用改變?nèi)~片翼型攻角值的調(diào)速方法，常被稱作變槳距調(diào)速法。不同風(fēng)輪上的葉片有兩種安裝型式：一種葉片安裝后可繞其長(zhǎng)度方向的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這種風(fēng)輪稱為變槳距風(fēng)輪；另一種葉片與輪轂的連接是固定的，葉片不能繞葉柄方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這種風(fēng)輪稱為定槳距風(fēng)輪。下面介紹利用改變?nèi)~片攻角值進(jìn)行調(diào)速的3種方法。1） 配重（飛球）與彈簧配合裝置（圖3318）。當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值時(shí)，風(fēng)速再增大，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速再加快，配重（飛球）的離心力將克服套管（未繪了出）中彈簧的作用力，向外移動(dòng)，這時(shí)曲柄將拉動(dòng)葉片軸（柄）轉(zhuǎn)動(dòng)，改變?nèi)~片橫截面的弦與吹來的風(fēng)之間的夾角（攻角），升力系數(shù)隨之減少，升力不再增大，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速也就不再增加。當(dāng)風(fēng)速減小時(shí)，在彈簧的作用下，配重與葉片又都恢復(fù)到原來的狀態(tài)。1） 葉片重量與彈簧配合裝置。圖3319所示為兩葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪，在輪轂上有兩個(gè)平行的孔洞，孔內(nèi)塞有螺旋底面的滑鍵。葉柄與滑鍵垂直，葉柄上銑出螺旋槽，滑鍵插入槽內(nèi)。當(dāng)風(fēng)速超過額定值時(shí)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速加快，葉片的離心力增大，克服壓縮彈簧作用力向外甩出。由于葉柄螺旋槽與裝在其內(nèi)的滑鍵的制約，葉片在外甩的同時(shí)，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，攻角改變，升力系數(shù)下降，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速不再增加。當(dāng)風(fēng)速變小，在彈簧力的作用下，葉片又縮回到原來位置。這種調(diào)速裝置曾被稱作離心——螺旋槽式調(diào)速機(jī)構(gòu)。圖3319 葉片重量與彈簧配合調(diào)速裝置示意圖1— 葉片；2—滑鍵；3—風(fēng)輪轂；4—葉柄；5—調(diào)速?gòu)椈桑?—起動(dòng)彈簧；7—彈簧座；8—開口銷；9—螺旋槽。圖3318和3319兩種調(diào)速裝置多用于中、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上。1） 液壓變槳距調(diào)速裝置。液壓變槳距調(diào)速是當(dāng)代大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)調(diào)速的方式之一。圖3320是美國(guó)MOD0型大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳距調(diào)速裝置。它是兩個(gè)小液壓油缸驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)小齒條嚙合的一個(gè)齒輪，齒輪同軸的大圓錐齒輪再嚙合使葉片變槳距的小圓錐齒輪來實(shí)現(xiàn)葉片變槳距調(diào)速的。整個(gè)變槳距調(diào)速裝置都安裝在輪轂內(nèi)。液壓油通過旋轉(zhuǎn)接頭送至兩個(gè)小液壓油缸。液壓油缸及齒輪是微機(jī)控制變槳距調(diào)速的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。圖3320 美國(guó)MOD—O型大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)變槳距調(diào)速裝置1—液壓小油缸及齒條；2—大圓錐齒輪；3—小圓錐齒條；4—葉片變槳距方向；5—齒條驅(qū)動(dòng)的齒輪。（1） 利用空氣在風(fēng)輪圓周切線方向的阻力當(dāng)風(fēng)速開始超過額定風(fēng)速時(shí)，設(shè)法增加空氣在風(fēng)輪圓周切線方向?qū)θ~片的阻力，以抵消葉片升力的再增值，從而達(dá)到風(fēng)輪轉(zhuǎn)速不再提高的目的。介紹兩種裝置。a) 阻力翼 圖3321所示，在風(fēng)輪輪轂上焊有兩個(gè)支臂，兩處弧板（阻力翼）鉸接在支臂上，與彈簧構(gòu)成了一個(gè)風(fēng)載系統(tǒng)。當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)，弧板的離心力超過了彈簧的拉力，甩出向外，它回轉(zhuǎn)面積增大，受到的空氣阻力也變大，阻尼風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的增加；當(dāng)風(fēng)速變小時(shí)，在彈簧的作用下，弧板又恢復(fù)到了原來的位置。圖3321 阻力翼調(diào)速原理示意圖a) 阻尼板 圖3322所示，在葉片尖端鉸接著帶彈簧的阻尼板（也稱擾流器），在額定風(fēng)速內(nèi)彈簧的拉力使阻尼板靠在葉片尖端面上；當(dāng)風(fēng)速變大使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速超過額定值后，阻尼板的離心力克服彈簧的拉力向外張開，攏動(dòng)氣流，增加了風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，限制了風(fēng)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速增大。當(dāng)風(fēng)速變小，阻尼板又回靠在葉片尖端面上。圖3322阻尼板調(diào)速原理示意圖上述擾流器是裝在葉片的尖端，在功率較大的風(fēng)力機(jī)上，有的將其設(shè)置在距葉尖1/3的長(zhǎng)度段內(nèi)，在風(fēng)輪未超速旋轉(zhuǎn)時(shí)，阻尼板面與葉片表面貼合著，無阻礙作用。阻尼板開始張開起調(diào)速作用的動(dòng)作，可以靠風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力；也可根據(jù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)或機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)使阻尼裝置動(dòng)作。前者稱為被動(dòng)式的，后者稱為主動(dòng)式的。5 制動(dòng)器制動(dòng)器是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置（也稱剎車系統(tǒng)）。對(duì)于微型和小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可采用如圖3323所示的剎車機(jī)構(gòu)。圖3323 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)剎車機(jī)構(gòu)圖3323（a）是手動(dòng)停車，人手向下拉剎車?yán)K，則制動(dòng)剎車帶將剎車鼓緊緊抱住而實(shí)現(xiàn)停車；圖3323（b）是自動(dòng)停車，當(dāng)風(fēng)速超過限定的最大風(fēng)速時(shí)，此時(shí)剎車風(fēng)板被大風(fēng)有力地推動(dòng)（如圖中箭頭所示方向），從而帶動(dòng)了剎車杠桿，而杠桿則拉動(dòng)剎車?yán)K向下并使制動(dòng)剎車帶緊緊抱住剎車鼓而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車。剎車風(fēng)板面積的大小與限定的最大風(fēng)速值之間的配合關(guān)系可通過試驗(yàn)來確定。在中
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