風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組成部件和功用-在線(xiàn)瀏覽
2025-07-03 08:49本頁(yè)面
【正文】 只能閉合一只，而不會(huì)同時(shí)接通造成短路。相應(yīng)的風(fēng)輪配置稱(chēng)為前置式的和后置式的。但當(dāng)風(fēng)向變換頻繁時(shí)，易使風(fēng)輪搖擺不定，為此應(yīng)加阻尼裝置，即在回轉(zhuǎn)體外緣對(duì)稱(chēng)設(shè)置2~3對(duì)橡膠或尼龍摩擦塊，摩擦塊支座固定在塔架上，壓塊對(duì)回轉(zhuǎn)盤(pán)的摩擦力的大小用可調(diào)節(jié)彈簧來(lái)調(diào)節(jié)。2 調(diào)速裝置自然界的風(fēng)速經(jīng)常變化，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的增大而變快。為使風(fēng)輪能穩(wěn)定一定轉(zhuǎn)速內(nèi)工作，風(fēng)力發(fā)電機(jī)上設(shè)有調(diào)速裝置。當(dāng)風(fēng)速增至停機(jī)風(fēng)速時(shí)，調(diào)速裝置能使風(fēng)輪順槳停機(jī)（風(fēng)向與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面平行）。（1） 減少風(fēng)輪迎風(fēng)面積靠升力旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪，正常工作時(shí)，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面與風(fēng)向垂直，其迎風(fēng)面積為葉片回轉(zhuǎn)時(shí)所掃掠的圓形面積A（圖3313和3314之a(chǎn)位置）。圖3312 自動(dòng)對(duì)風(fēng)風(fēng)輪圖3313 側(cè)翼裝置調(diào)速原理示意圖1—未調(diào)速位置；2—調(diào)速位置；3—順漿位置。1）側(cè)翼裝置（圖3313）。當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)施加在側(cè)翼壓力對(duì)回轉(zhuǎn)軸的力矩，大于彈簧拉力對(duì)回轉(zhuǎn)軸的力矩，風(fēng)輪開(kāi)始偏移，由（a）位置到（b）位置，若偏轉(zhuǎn)角度為θ，則（b）的位置風(fēng)輪的迎風(fēng)面積則變成了 （橢圓形），迎風(fēng)面積減少了，盡管風(fēng)速增大了，而風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速并沒(méi)增加。當(dāng)風(fēng)速逐漸減少時(shí)，在彈簧的拉力作用下，風(fēng)輪又恢復(fù)到（b）→（a）的位置。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速后，風(fēng)作用在風(fēng)輪上的正面壓力的合力對(duì)轉(zhuǎn)向軸的力矩克服彈簧的拉力，風(fēng)輪偏轉(zhuǎn)到（b）的位置（迎風(fēng)面積呈橢圓形）的位置；風(fēng)再大，到（c）的位置。此圖所示是風(fēng)輪向側(cè)向偏轉(zhuǎn)的，按同一原理，亦可設(shè)計(jì)成向上偏轉(zhuǎn)式的。圖3315 仰頭調(diào)速（a）風(fēng)力發(fā)電機(jī)在額定風(fēng)速下運(yùn)轉(zhuǎn)；(b)超額定風(fēng)速仰頭調(diào)速1）上述兩種調(diào)速裝置都用了彈簧，但是彈簧暴露于大氣中很容易銹蝕，可用配重或能產(chǎn)生回位力矩的尾舵來(lái)代替彈簧。當(dāng)風(fēng)輪位置（a）→（b）→（c）時(shí)，尾舵繞其轉(zhuǎn)軸向輪靠攏，它的相對(duì)高度發(fā)生了變化，從B向看，對(duì)應(yīng)為（aˊ）→（bˊ）→（cˊ）。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。 縮小風(fēng)輪圓形迎風(fēng)面積。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)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(xiàn)位置變到虛線(xiàn)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(xiàn)位置恢復(fù)到實(shí)線(xiàn)位置。（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。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。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(chēng)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(chēng)為定槳距風(fēng)輪。1）配重（飛球）與彈簧配合裝置（圖3318）。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(lái)的狀態(tài)。上述兩種調(diào)速裝置都用了彈簧，但是彈簧暴露于大氣中很容易銹蝕，可用配重或能產(chǎn)生回位力矩的尾舵來(lái)代替彈簧。當(dāng)風(fēng)輪位置（a）→（b）→（c）時(shí)，尾舵繞其轉(zhuǎn)軸向輪靠攏，它的相對(duì)高度發(fā)生了變化，從B向看，對(duì)應(yīng)為（aˊ）→（bˊ）→（cˊ）。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。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。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。利用改變?nèi)~片翼型攻角值的調(diào)速方法，常被稱(chēng)作變槳距調(diào)速法。下面介紹利用改變?nèi)~片攻角值進(jìn)行調(diào)速的3種方法。 配重（飛球）與彈簧配合裝置（圖3318）。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(lái)的狀態(tài)。 葉片重量與彈簧配合裝置。葉柄與滑鍵垂直，葉柄上銑出螺旋槽，滑鍵插入槽內(nèi)。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。這種調(diào)速裝置曾被稱(chēng)作離心——螺旋槽式調(diào)速機(jī)構(gòu)。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。 液壓變槳距調(diào)速裝置。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。整個(gè)變槳距調(diào)速裝置都安裝在輪轂內(nèi)。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)。（1） 利用空氣在風(fēng)輪圓周切線(xiàn)方向的阻力當(dāng)風(fēng)速開(kāi)始超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)，設(shè)法增加空氣在風(fēng)輪圓周切線(xiàn)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。a) 阻力翼當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，弧板的離心力超過(guò)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(lái)的位置。 圖3322所示，在葉片尖端鉸接著帶彈簧的阻尼板（也稱(chēng)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(guò)額定值后，阻尼板的離心力克服彈簧的拉力向外張開(kāi)，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。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(wú)阻礙作用。前者稱(chēng)為被動(dòng)式的，后者稱(chēng)為主動(dòng)式的。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(chē)機(jī)構(gòu)。剎車(chē)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(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。葉尖氣動(dòng)剎車(chē)原理如“擾流器”
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