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正文內(nèi)容

風(fēng)電工作原理(編輯修改稿)

2024-11-09 23:45 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)也稱為對(duì)風(fēng)裝置,其作用在于當(dāng)風(fēng)速矢量的方向變化時(shí),能夠快速平穩(wěn)地對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向,以便風(fēng)輪獲得最大的風(fēng)能。小微型風(fēng)力機(jī)常用尾舵對(duì)風(fēng),它主要有兩部分組成,一是尾翼,裝在尾桿上與風(fēng)輪軸平行或成一定的角度。為了避免尾流的影響,也可將尾翼上翹,裝在較高的位置。中小型風(fēng)機(jī)可用舵輪作為對(duì)風(fēng)裝置,其工作原理大致如下:當(dāng)風(fēng)向變化時(shí),位于風(fēng)輪后面兩舵輪(其旋轉(zhuǎn)平面與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面相垂直)旋轉(zhuǎn),并通過(guò)一套齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)使風(fēng)輪偏轉(zhuǎn),當(dāng)風(fēng)輪重新對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向后,舵輪停止轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)風(fēng)過(guò)程結(jié)束。大中型風(fēng)力機(jī)一般采用電動(dòng)的偏航系統(tǒng)來(lái)調(diào)整風(fēng)輪并使其對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向。偏航系統(tǒng)一般包括感應(yīng)風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo),偏航電機(jī),偏航行星齒輪減速器,回轉(zhuǎn)體大齒輪等。其工作原理如下:風(fēng)向標(biāo)作為感應(yīng)元件將風(fēng)向的變化用電信號(hào)傳遞到偏航電機(jī)的控制回路的處理器里,經(jīng)過(guò)比較后處理器給偏航電機(jī)發(fā)出順時(shí)針或逆時(shí)針的偏航命令,為了減少偏航時(shí)的陀螺力矩,電機(jī)轉(zhuǎn)速將通過(guò)同軸聯(lián)接的減速器減速后,將偏航力矩作用在回轉(zhuǎn)體大齒輪上,帶動(dòng)風(fēng)輪偏航對(duì)風(fēng),當(dāng)對(duì)風(fēng)完成后,風(fēng)向標(biāo)失去電信號(hào),電機(jī)停止工作,偏航過(guò)程結(jié)束。風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)所有并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)三相交流(AC)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)分為兩個(gè)主要類型。同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的頻率與其所連電網(wǎng)的頻率完全相同,同步發(fā)電機(jī)也被稱為交流發(fā)電機(jī)。異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的頻率比電網(wǎng)頻率稍高,異步發(fā)電機(jī)常被稱為感應(yīng)發(fā)電機(jī)。感應(yīng)發(fā)電機(jī)與同步發(fā)電機(jī)都有一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的部件被稱為定子,這兩種電機(jī)的定子相似,兩種電機(jī)的定子都與電網(wǎng)相連,而且都是由疊片鐵芯上的三相繞組組成,通電后產(chǎn)生一個(gè)以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。盡管兩種電機(jī)有相似的定子,但它們的轉(zhuǎn)子是完全不同的。同步電機(jī)中的轉(zhuǎn)子有一個(gè)通直流電的繞組,稱為勵(lì)磁繞組,勵(lì)磁繞組建立一個(gè)恒定的磁場(chǎng)鎖定定子繞組建立的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。因此,轉(zhuǎn)子始終能以一個(gè)恒定的與定子磁場(chǎng)和電網(wǎng)頻率同步的恒定轉(zhuǎn)速上旋轉(zhuǎn)。在某些設(shè)計(jì)中,轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是由永磁機(jī)產(chǎn)生的,但這對(duì)大型發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)不常用。感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子就不同例如,它是由一個(gè)兩端都短接的鼠籠形繞組構(gòu)成。轉(zhuǎn)子與外界沒有電的連接,轉(zhuǎn)子電流由轉(zhuǎn)子切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生。如果轉(zhuǎn)子速度完全等于定子轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)的速度(與同步發(fā)電機(jī)一樣),這樣就沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),也就沒有轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流。因此,感應(yīng)發(fā)電機(jī)總的轉(zhuǎn)速總是比定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度稍高,其速度差叫滑差,在正常運(yùn)行期間。它大概為1%。同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能裝置的發(fā)電機(jī)常用同步勵(lì)磁發(fā)電機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)應(yīng)用非常廣泛,在核電、水電、火電等常規(guī)電網(wǎng)中所使用的幾乎都是同步發(fā)電機(jī),在風(fēng)力發(fā)電中同步發(fā)電機(jī)即可以獨(dú)立供電又可以并網(wǎng)發(fā)電。然而同步發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)時(shí)必須要有同期檢測(cè)裝置來(lái)比較發(fā)電機(jī)側(cè)和系統(tǒng)側(cè)的頻率、電壓、相位,對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整,使發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的頻率與系統(tǒng)一致;操作自動(dòng)電壓調(diào)壓器將發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整到與系統(tǒng)電壓相一致;同時(shí),微調(diào)風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)闹芷跈z測(cè)盤上監(jiān)視,使發(fā)電機(jī)的電壓與系統(tǒng)的電壓相位相吻合,就在頻率、電壓、相位同時(shí)一臻的瞬間,合上斷路器將風(fēng)力發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)。同期裝置可采用手動(dòng)同期并網(wǎng)和自同期并網(wǎng)。但總體來(lái)說(shuō),由于同步發(fā)電機(jī)造價(jià)比較高,同時(shí)并網(wǎng)麻煩,故在并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中很少采用??刂票O(jiān)測(cè)系統(tǒng)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行及保護(hù)需要一個(gè)全自動(dòng)控制系統(tǒng),它必須能控制自動(dòng)啟動(dòng),葉片槳距的機(jī)械調(diào)節(jié)裝置(在變槳距風(fēng)力機(jī)上)及在正常和非正常情況下停機(jī)。除了控制功能,系統(tǒng)也能用于監(jiān)測(cè)以提供運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)速、風(fēng)向等信息。該系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),除了小的風(fēng)力機(jī),控制及監(jiān)測(cè)還可以遠(yuǎn)程進(jìn)行??刂葡到y(tǒng)具有及格主要功能:順序控制啟動(dòng)、停機(jī)以及報(bào)警和運(yùn)行信號(hào)的監(jiān)測(cè)偏航系統(tǒng)的低速閉環(huán)控制槳距裝置(如果是變槳距風(fēng)力機(jī))快速閉環(huán)控制與風(fēng)電場(chǎng)控制器或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的通訊風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)葉輪葉片產(chǎn)生的機(jī)械能有機(jī)艙里的傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī),它包括一個(gè)齒輪箱、離合器和一個(gè)能使風(fēng)力機(jī)在停止運(yùn)行時(shí)的緊急情況下復(fù)位的剎車系統(tǒng)。齒輪箱用于增加葉輪轉(zhuǎn)速,從20~50轉(zhuǎn)/分
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