風力發(fā)電機的主要構(gòu)建組成部分
1、風力機
風力機是風力發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)換裝置，主要由風輪、傳動機構(gòu)、調(diào)速機構(gòu)、剎車機構(gòu)和機座回轉(zhuǎn)體等組成。
- 風輪：風輪由葉片、葉柄（或輪轂）和加固件組成，是風力機的重要構(gòu)件。它的作用是將風能轉(zhuǎn)換為機械能，利用風輪的轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機發(fā)電。葉片的氣動性能直接影響風能的捕獲效率，因此葉片的設(shè)計和材料選擇至關(guān)重要。
- 傳動機構(gòu)：傳動機構(gòu)位于風輪與發(fā)電機之間，負責改變傳動方向和變速。對于小型風力發(fā)電機組，由于發(fā)電機采用低速發(fā)電機，通常省去了傳動裝置，風輪與發(fā)電機之間采用直接連接。而對于大型風力發(fā)電機組，傳動機構(gòu)則包括齒輪箱等變速裝置，以確保發(fā)電機在合適的轉(zhuǎn)速下運行。
- 調(diào)速機構(gòu)和剎車機構(gòu)：由于風力機工作環(huán)境惡劣，受自然風況影響較大，因此需要設(shè)置調(diào)速和限速機構(gòu)，以保證風力機安全可靠地運轉(zhuǎn)，并使風輪在一個限定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作。剎車機構(gòu)則用于在緊急情況下停止風力機的運行。
- 機座回轉(zhuǎn)體：機座回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)簡單，但它是風力機的重要構(gòu)件之一，用于支撐整個機頭（包括風輪和發(fā)電機等），并使其在塔架上端自由回轉(zhuǎn)。
2、發(fā)電機
發(fā)電機是整個風力發(fā)電系統(tǒng)的做功裝置，它的作用是將機械能轉(zhuǎn)換成電能。常用的發(fā)電機有直流發(fā)電機和硅整流發(fā)電機（包括永磁式和激磁式）。硅整流發(fā)電機與直流發(fā)電機相比，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、低速充電性能好等特點。
3、控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是風力發(fā)電機組的大腦，負責監(jiān)控和控制風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)，確保安全高效地發(fā)電。它根據(jù)風速、風向等信號，通過控制器控制偏航電機、剎車系統(tǒng)等，使風力機始終面向風向，并在合適的轉(zhuǎn)速下運行。同時，控制系統(tǒng)還負責故障保護、電能調(diào)節(jié)等功能。
4、塔架
塔架用于支撐風力發(fā)電機組，使風輪處于較高的位置以獲取更多的風能。塔架的高度和結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮風力機的受力情況、風速分布、地形地貌等因素。常見的塔架類型有懸架式、簡式和獨桿拉索式等。
5、其他輔助系統(tǒng)
除了上述主要構(gòu)建部分外，風力發(fā)電機組還包括蓄電池組、逆變器、卸荷器、并網(wǎng)控制器等輔助系統(tǒng)。蓄電池組用于儲存電能，以備不時之需；逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，以供家用電器使用；卸荷器用于在風力過大時卸載多余的風能，以保護風力機和電網(wǎng)；并網(wǎng)控制器則負責將風力發(fā)電機組的電能輸送到電網(wǎng)中。
各組成部分的功能、特點以及作用
1、風輪：風輪是風力發(fā)電機的能量捕獲裝置，其設(shè)計直接影響風能轉(zhuǎn)換效率。葉片的氣動性能、材料選擇和制造工藝都是關(guān)鍵因素。通過優(yōu)化葉片形狀和增加葉片長度，可以提高風能捕獲效率。
2、傳動機構(gòu)：傳動機構(gòu)負責將風輪的旋轉(zhuǎn)動力傳遞給發(fā)電機。對于大型風力發(fā)電機組，傳動機構(gòu)包括齒輪箱等變速裝置，以確保發(fā)電機在合適的轉(zhuǎn)速下運行。齒輪箱的設(shè)計需考慮傳動效率、可靠性和維護成本等因素。
3、發(fā)電機：發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)換成電能的關(guān)鍵設(shè)備。硅整流發(fā)電機具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，廣泛應用于風力發(fā)電機組中。發(fā)電機的選擇需考慮其額定功率、效率、可靠性和維護成本等因素。
4、控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是風力發(fā)電機組的大腦，負責監(jiān)控和控制整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。通過先進的傳感器和算法，控制系統(tǒng)可以實時監(jiān)測風速、風向、溫度等參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)調(diào)整風力機的運行策略。同時，控制系統(tǒng)還具備故障保護和電能調(diào)節(jié)等功能，確保風力發(fā)電機組的安全高效運行。
5、塔架：塔架是支撐風力發(fā)電機組的重要構(gòu)件。其高度和結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮風力機的受力情況、風速分布和地形地貌等因素。通過優(yōu)化塔架的高度和結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以提高風力發(fā)電機組的風能捕獲效率并降低風阻。
6、輔助系統(tǒng)：輔助系統(tǒng)包括蓄電池組、逆變器、卸荷器和并網(wǎng)控制器等。這些系統(tǒng)共同協(xié)作，確保風力發(fā)電機組在各種工況下都能穩(wěn)定可靠地運行。蓄電池組用于儲存電能；逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電；卸荷器用于卸載多余的風能；并網(wǎng)控制器則負責將風力發(fā)電機組的電能輸送到電網(wǎng)中。