風(fēng)電工作原理(編輯修改稿)
2024-11-09 23:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)也稱為對風(fēng)裝置，其作用在于當(dāng)風(fēng)速矢量的方向變化時，能夠快速平穩(wěn)地對準(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)可用舵輪作為對風(fēng)裝置，其工作原理大致如下：當(dāng)風(fēng)向變化時，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)，并通過一套齒輪傳動系統(tǒng)使風(fēng)輪偏轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)輪重新對準(zhǔn)風(fēng)向后，舵輪停止轉(zhuǎn)動，對風(fēng)過程結(jié)束。大中型風(fēng)力機(jī)一般采用電動的偏航系統(tǒng)來調(diào)整風(fēng)輪并使其對準(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)向的變化用電信號傳遞到偏航電機(jī)的控制回路的處理器里，經(jīng)過比較后處理器給偏航電機(jī)發(fā)出順時針或逆時針的偏航命令，為了減少偏航時的陀螺力矩，電機(jī)轉(zhuǎn)速將通過同軸聯(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，帶動風(fēng)輪偏航對風(fēng)，當(dāng)對風(fēng)完成后，風(fēng)向標(biāo)失去電信號，電機(jī)停止工作，偏航過程結(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)分為兩個主要類型。同步發(fā)電機(jī)運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)運行時的頻率比電網(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)生一個以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場。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)子有一個通直流電的繞組，稱為勵磁繞組，勵磁繞組建立一個恒定的磁場鎖定定子繞組建立的旋轉(zhuǎn)磁場。因此，轉(zhuǎn)子始終能以一個恒定的與定子磁場和電網(wǎng)頻率同步的恒定轉(zhuǎn)速上旋轉(zhuǎn)。在某些設(shè)計中，轉(zhuǎn)子磁場是由永磁機(jī)產(chǎn)生的，但這對大型發(fā)電機(jī)來說不常用。感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子就不同例如，它是由一個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)磁場的相對運動而產(chǎn)生。如果轉(zhuǎn)子速度完全等于定子轉(zhuǎn)速磁場的速度（與同步發(fā)電機(jī)一樣），這樣就沒有相對運動，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)磁場速度稍高，其速度差叫滑差，在正常運行期間。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)時必須要有同期檢測裝置來比較發(fā)電機(jī)側(cè)和系統(tǒng)側(cè)的頻率、電壓、相位，對風(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，微調(diào)風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速從周期檢測盤上監(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同期并網(wǎng)和自同期并網(wǎng)。但總體來說，由于同步發(fā)電機(jī)造價比較高，同時并網(wǎng)麻煩，故在并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中很少采用。控制監(jiān)測系統(tǒng)風(fēng)力機(jī)的運行及保護(hù)需要一個全自動控制系統(tǒng)，它必須能控制自動啟動，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)測以提供運行狀態(tài)、風(fēng)速、風(fēng)向等信息。該系統(tǒng)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)，除了小的風(fēng)力機(jī)，控制及監(jiān)測還可以遠(yuǎn)程進(jìn)行?？刂葡到y(tǒng)具有及格主要功能：順序控制啟動、停機(jī)以及報警和運行信號的監(jiān)測偏航系統(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)電場控制器或遠(yuǎn)程計算機(jī)的通訊風(fēng)機(jī)傳動系統(tǒng)葉輪葉片產(chǎn)生的機(jī)械能有機(jī)艙里的傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)，它包括一個齒輪箱、離合器和一個能使風(fēng)力機(jī)在停止運行時的緊急情況下復(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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