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风力发电机组的分类及各自特点

2012-07-30 16:20
魏丁小陆
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  风力发电机组的分类及各自特点

  风力发电机组主要由两大部分组成:

  风力机部分――它将风能转换为机械能;

  发电机部分――它将机械能转换为电能。

  根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征,再加上它们的不同组合,风力发电机组可以有多种多样的分类。

  (1) 如依风机旋转主轴的方向(即主轴与地面相对位置)分类,可分为:

  “水平轴式风机”――转动轴与地面平行,叶轮需随风向变化而调整位置;

  “垂直轴式风机”――转动轴与地面垂直,设计较简单,叶轮不必随风向改变而调整方向。

  CNWPEM.COM (2) 按照桨叶受力方式可分成“升力型风机”或“阻力型风机”。

  (3) 按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机;叶片的数目由很多因素决定,其中包括空气动力效率、复杂度、成本、噪音、美学要求等等。

  大型风力发电机可由1、2 或者3 片叶片构成。

  叶片较少的风力发电机通常需要更高的转速以提取风中的能量,因此噪音比较大。而如果叶片太多,它们之间会相互作用而降低系统效率。目前3 叶片风电机是主流。从美学角度上看,3 叶片的风电机看上去较为平衡和美观。

  (4) 按照风机接受风的方向分类,则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向(即在塔架的前面迎风旋转)和“下风向型”――叶轮背顺着风向,两种类型。

  上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风。

  而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置。但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低。

  (5) 按照功率传递的机械连接方式的不同,可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。

  有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴,联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性,可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。

  而直驱型风机则另辟蹊径,配合采用了多项先进技术,桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴,使风机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构,减少了故障几率,优点很多,现多用于大型机组上。

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