风力发电机工作原理是什么？发电机结构有什么组成？

风力发电机是很多人都熟悉的发电机种类，但是大多数的人不清楚风力发电机是由哪些部件组成的，还有风力发电机工作原理是什么。接下来跟大家详细介绍。



一、风力发电机工作原理

风力发电的原理是利用风来驱动风轮机叶片旋转，然后通过增速发动机提高转速，推动发电机发电。简而言之，就是将风能转化为机械能，再转化为电能的过程。风驱动风扇叶片旋转，叶片的旋转将机械能通过主轴齿轮箱和其他机械传递给发电机，发电机在工作转速范围内将机械能转化为电能。

二、多大的风力才可以发电

一般来说，3级风有利用价值。但从经济合理的角度看，风速大于4米/秒的风适合发电。根据测算，当风速为9.5米/秒时，55千瓦的风力发电机组的输出功率为55千瓦；当风速为8米/秒时，功率为38千瓦；当风速为6米/秒时，只有16千瓦；当风速为5米/秒时，只有9.5千瓦。可见，风越大，经济效益越大。

三、风力发电机的部件组成

风力发电机组成主要包括：塔、叶片、轴心、液压系统、主轴、齿轮箱、发电机、变流器、电子控制系统等，以下是部件介绍：

1、机舱：机舱包含风力发电机的关键设备，包括齿轮箱和发电机。维修人员可以通过风力发电机塔架进入机舱，机舱的左端是风力发电机的转子，也就是转子叶片和轴。

2、转子叶片：捕捉风并将风传送到转子轴上。在现代600千瓦的风力涡轮机上，每个转子叶片的测量长度约为20米，它的设计非常像飞机的机翼。

3、轴心：转子轴心与风轮机的低速轴相连。

4、低速轴：风力涡轮机的低速轴将转子轴与齿轮箱连接起来。在现代600千瓦的风力发电机上，转子速度相当慢，大约每分钟19到30转。该轴有一个液压系统的导管，以刺激空气动力制动器的运行。

5、齿轮箱：齿轮箱的左侧是低速轴，它可以将高速轴的速度提高到低速轴的50倍。

6、高速轴及其机械制动器：高速轴以1500转/分的速度运行，驱动发电机。它配备了紧急机械制动器，当空气动力制动器失效或风力发电机被修理时使用。

7、发电机：它通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大输出功率通常为500至1500千瓦。

8、偏航装置：在电机的帮助下旋转机舱，使转子朝向风向。偏航装置由一个电子控制器操作，它可以通过风向标感知风向。风力发电机的偏航如图所示。通常情况下，当风向改变时，风力机每次只偏转几度。

9、电子控制器：它包括一台计算机，持续监测风轮机的状态并控制偏航装置。为了防止任何故障（即齿轮箱或发电机过热），控制器可以自动停止风力机的旋转，并通过电话调制解调器呼叫风力机操作员。

10、液压系统：用于重置风力发电机的空气动力制动器。

11、冷却元件：它包括一个用于冷却发电机的风扇。此外，它还包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱中的油，一些风力发电机具有水冷发电。

12、塔：风力发电机塔包含发动机舱和转子。通常高塔有优势，因为离地越高，风速越大。现代600千瓦风力发电机的塔架高度为40至60米。它可以是管状塔或格子塔。管状塔对维护人员来说更安全，因为他们可以通过内部梯子到达塔顶，格子塔的优点是它比较便宜。

13、风速计和风向标：用于测量风速和风向。

14. 尾舵：小型风力发电机组（一般为10kW及以下），常用于水平轴的上风方向。它位于旋转体的后面，与旋转体相连。一个主要功能是调整风机的方向，使风机朝向风向。另一个功能是在强风条件下使风机头偏离风向，从而降低转速，保护风机。

以上是风力发电机工作原理及结构组成介绍。风力发电正在世界范围内形成一股热潮，风力发电没有燃料问题，所以没有辐射和空气污染。在中国，已经有许多成功的中小型风力发电站在运行。我国的风资源极为丰富，大部分地区的平均风速超过每秒3米，特别是在东北、西北、西南高原和沿海岛屿；在一些地方，一年中有三分之一以上的时间是有风的，在这些地区，风力发电产业的发展前景是光明的。