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來源：百度百科、 寧夏啟航星能源科技有限公司
01什么是風力發電機？風力發電機是將風能轉換為機械功，機械功帶動轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。（資料圖：金風科技）
02風力發電機原理風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風力發電機技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發電。
風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。
03風力發電機結構風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風輪：是把風的動能轉變為機械能的重要部件，它由若干只葉片組成。當風吹向漿葉時，槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕，多用玻璃鋼或其它復合材料(如碳纖維)來制造。（還有一些垂直風輪，s型旋轉葉片等，其作用也與常規螺旋槳型葉片相同）機艙：機艙包容著風力發電機的關鍵設備，包括齒輪箱、發電機。維護人員可以通過風力發電機塔進入機艙。機艙左端是風力發電機轉子，即轉子葉片及軸。轉子葉片：捉獲風，并將風力傳送到轉子軸心。現代600千瓦風力發電機上，每個轉子葉片的測量長度大約為20米，而且被設計得很象飛機的機翼。軸心：轉子軸心附著在風力發電機的低速軸上。低速軸：風力發電機的低速軸將轉子軸心與齒輪箱連接在一起。在現代600千瓦風力發電機上，轉子轉速相當慢，大約為19至30轉每分鐘。軸中有用于液壓系統的導管，來激發空氣動力閘的運行。齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉速提高至低速軸的50倍。高速軸及其機械閘：高速軸以1500轉每分鐘運轉，并驅動發電機。它裝備有緊急機械閘，用于空氣動力閘失效時，或風力發電機被維修時。發電機：通常被稱為感應電機或異步發電機。在現代風力發電機上，最大電力輸出通常為500至1500千瓦。偏航裝置：借助電動機轉動機艙，以使轉子正對著風。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過風向標來感覺風向。通常，在風改變其方向時，風力發電機一次只會偏轉幾度。電子控制器：包含一臺不斷監控風力發電機狀態的計算機，并控制偏航裝置。為防止任何故障（即齒輪箱或發電機的過熱），該控制器可以自動停止風力發電機的轉動，并通過電話調制解調器來呼叫風力發電機操作員。液壓系統：用于重置風力發電機的空氣動力閘。冷卻元件：包含一個風扇，用于冷卻發電機。此外，它包含一個油冷卻元件，用于冷卻齒輪箱內的油。一些風力發電機具有水冷發電機。塔：風力發電機塔載有機艙及轉子。通常高的塔具有優勢，因為離地面越高，風速越大。現代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔，也可以是格子狀的塔。管狀的塔對于維修人員更為安全，因為他們可以通過內部的梯子到達塔頂。格狀的塔的優點在于它比較便宜。風速計及風向標：用于測量風速及風向。尾舵：常見于水平軸上風向的小型風力發電機（一般在10KW及以下）。位于回轉體后方，與回轉體相連。主要作用一為調節風機轉向，使風機正對風向。作用二是在大風風況的情況下使風力機機頭偏離風向，以達到降低轉速，保護風機的作用。04風力發電機類型目前風力發電機的類型主要分為：雙饋式發電機和直驅式發電機
雙饋式發電機
雙饋風力發電機是一種繞線式感應發電機，也是變速恒頻風力發電機組的核心部件之一。其發電原理是：通過葉輪將風能轉變為機械轉距（風輪轉動慣量），通過主軸傳動鏈，經過齒輪箱增速到異步發電機的轉速后，通過勵磁變流器勵磁而將發電機的定子電能并入電網。
特點：
1、由于轉子側是采用交流勵磁，因此在風速發生變化的環境中，也可以方便地實現恒頻輸出電壓。
2、可由變流器控制電壓匹配、同步和相位控制，并網過程迅速，基本沒有電流沖擊；并且發電機轉速可隨時根據風速進行調整，使得機組運行于最佳葉尖速比
。
3、低電壓穿越能力較弱，當電壓波動較大如電壓較低時，觸發保護動作后無法在規定的時間內恢復至原來電壓，導致發生脫網事故。
4、增加了齒輪箱，維護量較大，且轉子采用繞線式，轉子引線出線處、滑環、碳刷成為電機的三大故障。
直驅式發電機
直驅風力發電機是一種由風輪直接驅動的發電機，內部轉子采用永磁體，風能帶動葉輪旋轉，轉子跟著轉動，磁場旋轉切割定子繞組，從而產生電流與電壓。
采用多極電機與葉輪直接連接進行驅動，免去齒輪箱這一傳統部件。主要由風輪、永磁同步發電機、交直交變流器、變壓器等組成，風輪直接帶動發電機，發電機定子繞組線端是發電機電力輸出端，通過變流器連接到交流電網。這樣組成的系統可在發電機低轉速下正常運行。
特點：
1、運行及維護成本低，采用無齒輪直驅技術可減少發電機組零部件數量，避免了齒輪箱的維修，如圖為湘電3.2MW的風機機艙。
2、直驅式發電機直驅式發電機，沒有齒輪箱，葉片上吸收的風能直接帶動發電機的轉子進行發電。為了提高低速發電機效率，直驅式風力發電機組采用大幅度增加極對數來提高風能的利用率，并采用全功率變流器實現風力發電機的調速。直驅式發電機按勵磁方式可分為電勵磁和永磁。永磁直驅技術采用永磁材料代替復雜的電勵磁系統，發電結構簡單。
3、運行及維護成本低，采用無齒輪直驅技術可減少發電機組零部件數量，避免了齒輪箱的維修。
END
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