小型风力发电机认知

小型风力发电机的认知一、 任务导入你见过风力发电机吗？如果你还没有见过一台真正的风力发电机的话，那么，有一样东西，你肯定是不会陌生的，那就是儿童们逢年过节玩耍的“风车”，风力发电机就是由它逐渐演变而来的。二、 相关知识学习情境1风力发电机组的基本知识风力发电技术风力发电技术是一项高新技术，它涉及气象学、空气动力学、结构力学、计算机技术、电子控制技术、材料学、化学、机电工程、电气工程、环境科学等十几个学科和专业，因此是一项系统技术。1•风力发电技术的划分利用风力发电的尝试，早在20世纪初就已经开始了。20世纪30代，丹麦、瑞典、前苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛地存多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过，发电机的功率较低，大都在5kW以下。一般来说，3级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于4m/s才适宜于发电。据测定，一台55kW的风力发电机组，当风速为9.5m/s时，机组的输出功率为55kW；当风速为8m/s时，功率为38kW；当风速为6m/s时，功率只有16kW；而风速为5m/s时，功率仅为9.5kW。可见风力越大，经济效益也越大。风能技术分为大型风电技术和中小型风电技术，虽然都属于风能技术，工作原理也相同，但是却属于完全不同的两个行业。具体表现在攻策导向不同、市场不同、应用领域不同、应用技术更是不同，完全属于同种产业中的两个行业。因此，在我国风力机械行业会议上把大型风电和中小型风电区分出来分别对待。此外，为满足市场不同需求，延伸出来的风光互补技术不仅推动了中小型风电技术的发展，还为中小型风电开辟了新的市场。大型风电技术大型风电技术起源于丹麦、荷兰\ ■-等一些欧洲国家，由于当地风能资源 f_一丰富，风电产业受到政府的助推，大型风电技术和设备的发展在国际上遥遥领先。目前，我国政府也开始助推大型风电技术的发展，并出台一系列政策引导产业发展。大型风电技术都是为大型风力发电机组研发的，而大型风力发电机组的应用区域对环境的要求十分严格，都是应用在风能资源丰富的资源有限的风场上，常年接受各 图1-22大型风力发电场种各样恶劣的环境考验。环境的复杂多变性，使其对技术的高度要求直线上升。目前国内大型风电技术普遍还不成熟，大型风电的核心技术仍然依靠国外，此外，大型风电技术中发电并网的技术还在完善，一系列的问题还在制约大型风电技术的发展。如图1-22所示。

中小型风电技术在20世纪70年代，中小型风电技术在我国风况资源较好的内蒙古、新疆一带就已经得到了发展。最初中小型风电技术被广泛应用在送电到乡的项目中为一家一户的农牧民家用供电，随着技术更新的不断完善与发展，不仅能单独应用还能与光电互补被广泛应用于分布式独立供电。这些年来，随着我国中小型风电设备出口的稳步提升，在風力發笔機国际上，我国的中小型风电技术和风 图1-23小型风力发电站風力發笔機光互补技术已跃居国际领先地位。如图1-23所示。中小型风电技术的成熟受自然资源限制相对较小，作为分布式独立发电效果显著，不仅可以并网，而且还能结合光电形成更稳定可靠的风光互补发电系统，况且技术完全自主国产化，无论是技术还是价格在国际上都十分具有竞争优势。目前，国内中小型风电技术中的低风速启动、低风速发电、变桨距、多重保护等一系列技术得到国际市场的瞩目和国际客户的一致认可，已处于国际领先地位。况且中小型风电技术最终是为满足分布式独立供电的终端市场，而非如大型风电技术是满足发电并网的国内垄断性市场，技术的更新速度必须适应广阔而快速发展的市场需求。风力发电的优势风能是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，可因地制宜地利用风力发电。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。每装一台单机容量为1MW的风能发电机，每年可以减排20001二氧化碳(相当于种植1平方英里的树木)、lOt二氧化硫、6t二氧化氮。风能产生1MW.H的电量可以减少0.8〜0.91的温室气体，相当于煤或矿物燃料一年产生的气体量。而且风机不会危害鸟类和其他野生动物。在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为一种高效清洁的新能源有着巨大的发展潜力。如图1-24所示。图1-24风力发电与配电示意图从风力到发电与配电图1-24风力发电与配电示意图风力发电，是面向未来最清洁能源之一。兆瓦级全功率风力发电变流器，是为风力发电机与电网之间建立的桥梁和纽带，它是一种将多变的风力电能变换成稳定的电能馈人电网的装置。随着大型风力发电机技术的成熟和产品商品化的进程，风力发电成本在逐年降低。风力发电不消耗资源、不污染环境，具有广阔的发展前景，建设周期一般很短，一台风机的运输安装时间不超过3个月，万千瓦级风电场建设期不到一年，而且安装一台可投产一台；装机规模灵活，可根据资金多少来确定，为筹集资金带来便利；运行简单，可完全做到无人值守；实际占地少，机组与监控、变电等建筑仅占风电场约1%的土地，其余场地仍可供农、牧、渔使用；对土地要求低，在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设，在发电方式上还有多样化的特点，既可联网运行，也可和柴油发电机等集成互补系统或独立运行，这对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可能性。由于风电市场的扩大、风电机组产量和单机容量的增加及技术上的进步，使风电机组每千瓦的生产成本在过去近20年中稳定下降。以美国为例，风力发电的成本降低了80%。20世纪80年代安装第一批风力发电机时，每发lkW.h电的成本为30美分，而现在只需4美分。另外，由于风电机组设计和工艺的改进（如叶片翼型改进等），性能和可靠性提高，加上塔架高度增加及风场选址评估方法的改进等，使风电机组的发电能力有相当大的增长，每平方米叶轮扫过面积的年发电量从20世纪80年代初期的400—500kW.h,提高到目前的lOOOkW.h以上。一台标准的600kW风力发电机，当各种条件都是最佳状态时，每年可发电约2000万kW.h,即每平方米叶轮扫过面积的年发电量可达1400—1500kW.h。目前风电场的容量系数（即一年的实际发电量除以装机额定功率与一年8760小时的乘积）一般为0.25〜0.35。从风电场的造价方面来看，中国风电场的造价比欧洲高，基本上是欧洲5年前的水平，平均造价为8500元/千瓦左右,建设一座装机10万千瓦的风电场，成本大约在8〜10亿元，而同样规模的火电厂成本约为5亿元，水电站为7亿元。当然，独立运行的非并网风电系统，由于需要蓄电池和逆变器等，同时容量系数较小，所以发电成本比并网型机组要高。从技术层面上来看，风电发展也经历了波折的历程。1887年，美国人CharlesF.Brush建造了第一台风力发电机组，叶片多达144个。此后，人们又经过一百多年艰辛的探索，多种技术经革新和市场应用的考验，才统一成今天的上风向、水平轴、三叶片、管式塔风力机。同时，每个时期的风电技术都有自身的历史局限性。例如，早在1941年，美国的Smith-Putnam风力机就装备了液压变桨距系统，但受制于当时的技术水平，装置庞大、笨重、复杂。定桨距的Gedser风力机采用失速控制，叶尖有气动刹车装置，成为风电技术史的一座里程碑。而到了今天，MW级大型风力机广泛采用大叶片，因所承受的气动推力大，对生产工艺要求很高，变桨距技术又成为技术主流。而相关领域技术上的突破，又会推动风电技术不断向前发展。如全功率逆变器曾因复杂、不可靠等因素让人望而却步，而大功率IGBT/IGCT的成熟和多电平技术的完善，使之在技术上完全成为可能。风电技术日趋成熟，产品质量可靠，可用率已达95%以上，已是一种安全可靠的能源，风力发电的经济性日益提高，发电成本已接近煤电，低于油电与核电，若计及煤电的环境保护与交通运输的间接投资，则风电经济性将优于煤电。对沿海岛屿、交通不便的边远山区、地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以到达的农村、边疆来说，可作为解决生产和生活能源的一种有效途径。3•风力发电机系统构成把风的动能转变成机槭能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。风力发电技术是一项多学科、可持续发展、绿色环保的综合技术。风力发电所需要的装置称为风力发电机组。风力发电机组主要由两大部分组成：风力机部分将风能转换为机械能；发电机部分将机械能转换为电能。根据风力发电机组这两大部分采用的不同结构类型及它们分别采用技术的

不同特征和不同组合，风力发电机组可以有多种多样的分类。风力发电机组主要由风轮、传动与变速机构、发电机、塔架、迎风及限速机构组成。大型风力发电机组发出的电能直接并到电网，向电网馈电；小型风力发电机一般将风力发电机组发出的电能用储能设备储存起来（一般用蓄电池），需要时再提供给负载（可直流供电，也可用逆变器变换为交流供给用户）。如图1-25所示。1. flifr-3irt-t4,扱削也«.*PMr1. flifr-3irt-t4,扱削也«.*PMr炉/■呻扛剛hi风力发电原理示意图图1-25风力发电原理示意图（1） 风轮风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只（或更多只）螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向桨叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、质量小，目前多用玻璃钢或其他复合材料（如碳纤维）来制造。风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风的吹动下，风轮转动起来，使空气动力能转变发电机轴旋转，带动三相发电机发出三相交流电。（2） 调向机构调向机构是用来调整风力发电机的风轮叶片与空气流动方向相对位置的机构，其功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。因为当风轮叶片旋转平面与气流方向垂直时，也即是迎着风向时，风力发电机从流动的空气中获取的能量最大,因而风力发电机的输出功率最大，所以调向机构又称为迎风机构（国外通称偏航系统）。小型水平轴风力机常用的调向机构有尾舵和尾车，在风电场中并网运行的中大型风力机则采用伺服电动机构。（3） 发电机在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。容量在lOkW以下的小型风力发电机组，采用永磁式或自励式交流发电机，经整流后向负载供电及向蓄电池充电;容量在1OOkW以上的并网运行的风力发电机组，则采用同步发电机或异步发电机。恒速同步发电机的优点是，通过励磁系统可控制发电机的电压和无功功率，发电机效率高。同步发电机机要通过同步设备的整步操作达到准同步并网（并网困难），由于风速变化大，以及同步发电机要求转速恒定，风力机必须装有良好的变桨距调节机构。恒速异步发电机结构简单，坚固，造价低。异步发电机投入系统运行时，由于是靠转差率来调节负荷，因此对机组的调节精度要求不高，不需要同步设备的整步操作，只要转速接近同步速时就可并网，且并网后不会产生振荡和失步。缺点是并网时冲击电流幅值大，不能产生无功功率。（4） 升速齿轮箱由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的变速齿轮箱，再加一个调速机构使转速保持稳走，然后再连接到发电机上。升速齿轮箱的作用是将风力机轴上的低速旋转输入转变为高速旋转输出，以便与发电机运转所需要的转速相匹配。（5） 塔架塔架是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般比较高，以捕捉更多的风能，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6〜20m范围内。塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构。（6） 控制系统lOOkW以上的中型风力发电机组及1MW以上的大型风力发电机组皆配有由计算机或可编程控制器（PLC）组成的控制系统来实现控制、自检和显示功能。控制系统主要功能如下：按预先设定的风速值（一般为3〜4m/s）自动启动风力发电机组，并通过软启动装置将异步发电机并入电网。借助各种传感器自动检测风力发电机组的运行参数及状态，包括风速、风向、风力机风轮转速、发电机转速、发电机温升、发电机输出功率、功率因数、电压、电流及齿轮箱轴承的油温、液压系统的油压等。当风速大于最大运行速度（一般设定为25m/s）时实现自动停机。故障保护。通过调制解调器与上位机连接。风力发电系统还设计有电磁制动、变桨距等多种转速控制技术及手动刹车系统，机械制动与电磁停车共同作用以保障系统安全运行。小型风力发电机不采用大型机的方法自动并网，而且使用小型风力发电机多是偏远地区。由于风速的多变，使得风力发电机的电压及频率变化，不可能直接被负载利用，这就出现了储能环节，以便从储能设备中提取能源。一般小型风力发电机使用蓄电池储能，先用整流器将发电机的交流电变成直流电向蓄电池充电，然后用逆变器将蓄电池的直流电变换成交流电供给负载。整流器和逆变器可以做成两个装置，也可以合为一体。多年的风力发电机运行表明，风力发电机的逆变器所要着重解决的是可靠性及寿命，而不是技术性能指标。风力发电机用的逆变器所面临的负载不像一般通信和计算机设备，它必须能保证常年不断地使用，又要承受风速、负载变化的冲击。目前小型风力发电机用逆变器虽已比较完善，但是在实际应用中仍然存在一些技术难题。目前最好的小型风力发电机只保留了三个运动部件（运动部件越少越可靠已是大家的共识），一是风轮驱动发电机主轴旋转，二是尾翼驱动风机的机头偏航，三是为大风限速保护而设的运动部件。前两个运动部件是不可缺少的，这也是风力发电机的基础，实践中这两个运动部件故障率并不高，主要是限速保护机构损坏的情况多。要彻底解决小型风力发电机的可靠性问题必须在限速方式上有最好的解决方法。

（二）风力发电机简介在风力发电系统中，最主要的部件是风力机和发电机。根据风力发电机收集风能的结构形式、在空间的布置、风机旋转主轴的方向（即主轴与地面相对位置）可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。1•水平轴风力发电机现代的风力机大多数是水平轴风力机，水平轴风力机主要由叶片与轮毂、机舱与塔架构成。常见的风力机有三个叶片，叶片安装在轮毂上构成风轮,风吹风轮旋转带动机舱内的发电机发电，塔架是整个风力机的支撑，如图1-26所示。图1-26图1-26水平轴风力发电机示意图风轮除了三叶片的还有双叶片的，甚至单叶片的。也有4叶、5叶、6叶的，在许多农用风力机中采用多叶片结构的风轮。如图1-27所示。图1-27风力机叶片水平轴风力发电机叶片如图1-28所示图1图1-29水平轴风力发电机对风形式图1-28水平轴风力发电机叶片（2）风力机的对风形式风轮轴线的安装位置与水平面夹角不大于15°的风力机称为水平轴风力发电机。水平轴风力发电机的风轮围绕一个水平轴旋转，风轮轴与风向平行，风轮上的叶片是径向安置的，与旋转轴相垂直，并与风轮的旋转平面成一角度（称为安装角）。水平轴风力发电机，风轮围绕一个水平轴转动，需要有调向装置来保持风轮迎风。水平轴机组按风轮与塔架相对位置分为上风向与下风向。如图1-29所示。

上风（迎风）向机组一一风轮在塔架的前面迎风旋转。上风向机组必须有某种调向装置来保持风轮迎风。下风（顺风）向机组一一风轮安装在塔架后面，风先经过塔架，再到风轮。下风向机组能够自动对准风向，从而免去了调向装置。但是由于塔架干扰了流过叶片的气流而形成塔影效应，影响了风力机的效率，使性能下降。水平轴风力发电机可以是升力装置（即升力驱动风轮），也可以是阻力装置（即阻力驱动风轮）。大多数水平轴风力发电机具有对风装置，对于小型风力发电机，一般采用尾舵;而对大型风力发电机，则利用对风敏感元件。（3）机舱内的主要设备图1-30机舱的主要设备在发电机的机舱里主要有主轴承、齿轮箱、发电机、偏航装置、风向标、控制柜等，发电机是风力机产生电能的设备，由于发电机转速高，风轮转速低，风轮需通过齿轮箱增加转速后才能使发电机以正常转速工作；控制柜控制风力机的对风、风轮转速等；风向标测量风向发出信号给控制柜；偏航装置按控制柜的信号推动风力机进行对风。如图图1-30机舱的主要设备总之，水平轴风力发电机一般由风轮增速器、调速器、调向装置、发电机和塔架等部件组成，大中型风力机还有自动控制系统。这种风力发电机的功率从几十千瓦到数兆瓦，是目前最具有实际开发价值的风力发电机。水平轴风力机有传统风车、低速风力机及高速风力机3大类型。水平轴风力发电机的主要技术指标参数如下。风轮直径：通常风力机的功率越大，直径越大。叶片数目：高速发电用风力机为2〜4片，低速风力机大于4片。叶片材料：现代风力机叶片采用高强度低密度的复合材料。风能利用系数：一般为0.15〜0.5。启动风速：一般为3〜5m/s。停机风速：通常为15〜35m/s。输出功率：现代风力机一般为几百千瓦到几兆瓦。发电机：分为直流发电机和交流发电机。塔架高度。水平轴风力机的式样很多，有的具有反转叶片的风轮；有的在一个塔架上安装多个风轮，以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本；还有的水平轴风力机在风轮周围产生漩涡，集中气流，增加气流速度。垂直轴风力机垂直轴风力发电机旋转不受风向的影响，无需对风调向控制系统，结构更简单，发电效率比水平旋转（现有）提高1.8%；固定式发电机工作避免了绞线；发电机可以安装在塔架下部，操作维护方便；工作时无噪音，是一种静音风力发电机；垂直轴风力发电机主要用于独立发电系统或风光互补发电系统。如图1-31所示。讽力发邑电偃系堀煙理枸咸>2(jVJS[)VAU讽力发邑电偃系堀煙理枸咸>2(jVJS[)VAU输出图1-31垂直轴风力发电系统原理示意图垂直轴风力发电机的主要类型垂直轴风力发电机组的特征是旋转轴与地面垂直，风轮的旋转平面与风向平行。和水平轴风力发电机组相比，发电机传动机构和控制机构等装置在地面或低空，便于维护，而且不需要迎风装置，简化了结构。垂直轴风力发电机组可分为两个主要类型，一类称为阻力型，另一类称为升力型。阻力型风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的咼很多。阻力型垂直轴风力发电机杯式风速计是最简单的阻力型垂直轴风力机。Lafond风力机是受到离心式风扇和水利机械中的涡轮启发设计而成的一种阻力推进型的垂直轴风力机，它是由法国工程师Lafond发明的。典型的阻力型垂直轴风力发电机组是芬兰工程师萨窝纽斯在20世纪20年代发明的萨窝纽斯型风力发电机组，选用的是S型风轮。它由两个半圆筒形叶片组成，两圆筒的轴线相互错开一段距离。其优点是起动转矩较大,启动性能良好，但是它的转速低，风力发电机组风能利用系数低于水平轴风力发电机组，并且在运行中围绕着风轮会产生不对称气流，从而产生侧向推力。特别是对于较大型的风力发电机组，因为受偏转与安全极限应力的限制，采用这种结构形式是比较困难的。萨窝纽斯型风力发电机组的尖速比不可能大于1,所以它的转速低，风能利用系数也低于高速型的其他垂直轴风力发电机组，缺乏市场竞争力。阻力型风力机的典型代表是S型风轮。升力型垂直轴风力发电机升力型垂直轴风力发电机组利用翼型的升力做功，最典型的是由法国工程师达里厄发明的达里厄型风力发电机组，他于1931年获得专利，但一直未被重视。20世纪后期，经加拿大国家空气动力实验室和美国Sandia实验室进行了大量的试验研究，结果认为与所有垂直轴风力发电机组相比，该机的风能利用系数最高。根据叶片的形状，达里厄风力发电机组可分为直叶片和弯叶片两种，叶片的翼形剖面多为对称翼形。弯叶片(①型)主要是使叶片只承受张力，不承受离心力，但其几何形状固定不变，不便采用变桨距方法控制转速，且弯叶

zxz.Xzzxz.Xz图1-32垂直轴风力机片制造成本比直叶片高。直叶片一般都采用轮毂臂和拉索支撑，以防止离心力引起过大的弯曲应力，但这些支撑会产生气动阻力，降低效率。如图1-32所示，达里厄型风力发电机组有多种形式，H型，A型，◊形，Y型和①型等，其中以H型和①型风力发电机组最为典型。达里厄型风力发电机组的转速较高，旋转惯性大，结构相对简单，成本较低，适合大型风力发电机组。但达里厄型风力发电机组一般都启动转矩小，启动性能差，必须靠其他动力启动，达到要求的转速才能正常运行，并且风能利用率低。这种风力发电机组大都需要具有启动机构和离合器等，这样就增加了系统结构的复杂性，提高了成本。①型风力机自启动性能很差，因此限制其在垂直轴风力机的应用；H型风机具有自启动能力，低速时性能良好，高风速时承受较大弯矩，较难实现大型化，在小型风力发电机中应用较为广泛，小型垂直型风力发电机也是最近几年研究的热点。（2）工作原理垂直轴风力发电机（S型）工作原理垂直轴风力发电机（S型），是一种将风能转变为机械能，再转变为电能的低转速风力发电机。利用风力发电，向蓄电池充电蓄存电能。垂直轴风力发电机采用的永磁悬浮技术两用型风机的专利技术，采用低风速启动，无噪音，堪称无声风力发电机。比同类型风力发电机效率高于10-30%。它普遍适用于风能条件好，远离电网，或电网不正常的地区，供给照明、电视机、探照灯、放像、通讯设备和电动工具用电。如图1-33所示。图1-33S图1-33S型①型组合叶片式 图1-34旋翼式（H型）②H型垂直轴风力发电机的技术原理该技术采用空气洞力学原理，针对垂直轴旋转的风洞模拟，叶片选用了飞机翼形形状,在风轮旋转时，它不会受到因变形而改变效率等；它用垂直直线4-5个叶片组成，由4角形或5角形形状的轮毂固定、连接叶片的连杆组成的风轮，由风轮带动稀土永磁发电机发电送往控制器进行控制，输配负载所用的电能。如图1-34所示。（3）垂直轴风力发电机的特点：安全性。采用了垂直叶片和三角形双支点设计，并且主要受力点集中于轮毂，因此叶片脱落、断裂和叶片飞出等问题得到了较好的解决；噪音。采用了水平面旋转以及叶片应用飞机机翼原理设计，使得噪音降低到在自然环境下测量不到的程度；抗风能力。水平旋转和三角形双支点设计原理，使得它受风压力小，可以抵抗每秒45米的超强台风；回转半径。由于其设计结构和运转原理的不同，比其他形式风力发电具有更小的回转半径，节省了空间，同时提高了效率；发电曲线特性。启动风速低于其他形式的风力发电机，发电功率的上升幅度较平缓，因此在5〜8米风速范围内，它的发电量较其他类型的风力发电机高10%〜30%；利用风速范围。采用了特殊的控制原理，使它的适合运行风速范围扩大到2.5〜25m/s，在最大限度利用风力资源的同时获得了更大的发电总量，提高了风电设备使用的经济性；刹车装置。可配置机械手动和电子自动刹车两种，在无台风和超强阵风的地区，仅需设置手动刹车即可；运行维护。采用直驱式永磁发电机，无需齿轮箱和转向机构，定期（一般每半年）对运转部件的连接进行检查即可。（4）垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机参数对比（见表1-4）风能的利用离不开风力发电机，目前风力发电机有两种形式：水平轴风力发电机（大、中、小型）；2垂直轴风力发电机（大、中、小型）。水平轴风力发电机技术发展的比较快，在世界各地人们已经很早就认识了，大型的水平轴风力发电机已经可以做到3〜5兆瓦，应用技术也趋于成熟。小型水平轴风力发电机的额定转速一般在500-800r/min，转速高，产生的噪音大，启动风速一般在3-5m/s，由于转速高，噪音大，故障频繁，容易发生危险，不适宜在有人居住或经过的地方安装。垂直轴风力发电机技术发展的较慢一些，因为垂直轴风力发电机对研发生产的技术要求比较高，尤其是对叶片和发电机的要求。近几年垂直轴风力发电机的技术发展很快，尤其小型的垂直轴风力发电机已经很成熟。小型的垂直轴风力发电机的额定转速一般在60-200r/min,转速低，产生的噪音很小（可以忽略不计），启动风速一般在1.6-4m/s。表1-4 参数对比序号性能水平轴风力发电机垂直轴风力发电机1发电效率50-60%70%以上2电磁干扰（碳刷）有无3对风转向机构有无4变速齿轮箱10KW以上有无5叶片旋转空间较大较小6抗风能力弱强（可抗12-14级台风）7噪音5-60分贝0-10分贝8启动风速高(2.5-5m/s)低(1.5-3m/s)9地面投影对人影响眩晕无影响10故障率高低11维修保养复杂简单12转速高低13对鸟类影响大小14电缆绞线问题有无15发电曲线凹陷饱满综上所述，垂直轴与水平式的风力发电机对比，有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高，特别是低风速地区；二、在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定。由于转速的降低，大大提高了风机的稳定性，没有噪音，启动风速低等优点，使其更适合在人们居住的地方安装，提高了风力发电机的使用范围。垂直轴的发电机一般采用无铁芯的永磁电机，启动力矩小，微风就能启动，特别适合在城市或者像中国南方等低风速地区使用。（三）风力发电机的功率曲线风力发电机的性能可以用功率曲线来表达。功率曲线显示了风力发电机在不同风速下（切入风速到切出风速）的输出功率。为特定地点选取合适的风力发电机，一般方法是采用风力发电机的功率曲线和该地点的风力资料以进行发电量估算。图1-35 FD-400输出功率曲线图FD-400型风力发电机凭借其超强的低速发电能力在风光互补路灯工程上展现出强大的技术优势，从输出功率曲线表可以看出在3米/秒〜6米/秒这个占全年风平均总量90%以上的风速段，FD400的实际输出功率非常强劲，以5米/秒风速为基准（该风速是日常出现几率较大的风速），FD400在此风速的实际输出功率为44.5瓦，每天按12小时计算，则风力发电机充入蓄电池的电量为12X44.5=534瓦时，若使用发光亮度为4500LM的45瓦LED灯作为光源，其连续照明时间为534三45=11.9小时。从理论上的粗略估算不难看出FD400风力发电机在5米/秒风速时仅依靠纯风力便可保证发光亮度达4500LM的光源连续照明约12小时。如图1-35所示。风力发电机的额定输出功率是配合特定的额定风速设而定的，由于能量与风速的三次方成正比，因此，风力发电机的功率随风速变化会很大，如图1-36所示。同样构造和风轮直径的风力机可以配不同大小的发电机，因此两座同样构造和风轮直径的风力机可能有不同的额定输出功率值，这取决于它的设计是配合强风地带（配较大型发电机）或弱风地带（配较小型发电机）。图1-36风力发电机功率曲线1•切入风速与切出风速在风速很低时，风力发电机的风轮基本会保持不动，并不能有效地输出电能。当到达切入风速时（通常3〜4m/s）,风轮开始旋转并牵引发电机开始发电。随着风力越来越强，输出功率会增加。当风速达到额定风速时，风力发电机会输出其额定功率，随着风速的不断升高，发电机输出功率增大，风速上升到切出风速,风力发电机输出功率超出额定功率，但在控制系统的控制下机组会停止发电。切入风速与切出风速之间的风速段称为工作风速，正常发电。当风速进一步增加，达到切出风速时，风力发电机会刹车，不再输出功率，以免损坏风力发电机。额定风速与额定输出功率风力发电机产出额定输出功率时的最低风速，称为额定风速，它是由设计人员为机组确定的一个参数。在额定风速下，风力发电机产出的功率，称为额定输出功率。电机的额定功率是指发电机在额定转速下输出的功率。由于风速不是一个稳定值，因而发电机转速会随风速而变化，因此输出功率也会随风速变化。当风速低于设计风速时，发电机的实际输出功率将达不到额定值；当风速高于设计风速时，实际输出功率将高于额定值。当然，由于风力发电机的限速和调速装置及发电机本身设计参数的限制，发电机的输出功率不会无限增大，只能在某一范围内变动。故额定风速低的风力机性能较优。最大输出功率与安全风速最大输出功率是风力发电机组运行在额定风速以上时，发电机能够发出的最大功率值。最大输出功率高，表明风力发电机组的发电机容量具有较大的安全系数。但是最大输出功率值过高，安全性虽好，而经济性下降。安全风速是风力发电机组在保证安全的前提下，所能承受的最大风速，安全风速高，机组强度高，安全性好。普通风力发电机至少需要3m/s的风速才能启动，3.5m/s的风速才能发电，一定程度上限制了离网型小型风力发电在我国很多地区的运用。而采用全永磁悬浮风力发电机，由于使用微摩擦、启动力矩小的磁悬浮轴承，在1.5m/s的微弱风速下就能启动，2.5m/s的风速就能发电，能效提高约20%,能广泛应用于全国80%的地区。经中国机械工业风力机械产品质量监督检测中心检测，全永磁悬浮风力发电机组的启动力矩降至国家标准的1/12左右，启动风速降低了57.14%,切入风速降低23.81%，额定功率提高20.57%。为此，在相同功率要求的情况下，应首先考虑选用全永磁悬浮风力发电机。三、项目实施一小型风力发电机的认知一般把发电功率在l0kW级及以下的风力发电机称为小型风力发电机，独立运行的小型

风力发电机一般应用在风力资源较丰富的地区，即年平均风速在3m/s以上.全年3〜20m/s有效风速累计时数3000h以上；全年3〜20m/s平均有效风能密度在lOOW/m2以上。目前，我国推广应用最多的小型风力发电机，其机型是水平轴高速螺旋桨式风力发电机，水平轴高速螺旋桨式风力发电机大致由以下几个部分组成：风轮、发电机、回转体、调速机构、调向机构（尾翼）、刹车机构、塔架。其基本构造原理如图1-37所示。（链接新能源教学资源库，虚拟实验室）因此，我们将重点介绍它的基本结构和特性。风轮水平轴风力发电机的风轮是由1〜4个叶片（大部分为2〜3个叶片）和轮毂组成。其功能是将风能转换为机械能，它是风力发电机从风中吸收能量的部件。叶片的结构一般有6种形式，如图1-38所示。展吕木斑圳紆雅覆面（a）层压木制叶斤厝坂琐璃好绘浅頭轻木或崔沫塑料□嫌京结掏，轻木或旦廉羅属監坛璃纤维博臣<c）唏窝芯叶片5〉金禅宾翌挤山件W部莎杂心权対翼型讦柬挑创玻璃蛉绯橙新有玻圍F维覆丽的空心理展吕木斑圳紆雅覆面（a）层压木制叶斤厝坂琐璃好绘浅頭轻木或崔沫塑料□嫌京结掏，轻木或旦廉羅属監坛璃纤维博臣<c）唏窝芯叶片5〉金禅宾翌挤山件W部莎杂心权対翼型讦柬挑创玻璃蛉绯橙新有玻圍F维覆丽的空心理营梁制打金属片覆丽<f）右金凰助和厦面的空心毅图1—38叶片结构（1）实心木制叶片。这种叶片是用优质木材，精心加工而成，其表面可以包上一层玻璃纤维或其他复合材料，以防雨水和尘土对木材的侵蚀，同时可以改善叶片的性能。有些大、中型风力机使用木制叶片时，不像小型风力机上用的叶片由整块木料制作，而是用很多纵向木条胶接在一起（图l-38a）。（2） 有些木制叶片的翼型后缘部分填充质地很轻的泡沫塑料，表面再包以玻璃纤维形成整体（图l-38b）。采用泡沫塑料的优点不仅可以减轻重量，而且能使翼型重心前移（重心前移至靠前缘1/4弦长处最佳），这样可以减少叶片转动时所产生的不良振动。对于大、中型风力机叶片尤为重要。（3） 为了减轻叶片重量，有的叶片用一根金属管作为受力梁，以蜂窝结构，泡沫塑料、轻木或其他材料作中间填充物，在其外面包上一层玻璃纤维（图1-38c）。（4） 为了降低成本，有些中型风力机的叶片采用金属挤压件，或者利用玻璃纤维或环氧树脂抽压成型（图1-38d），但整个叶片无法挤压成渐缩形状，即宽度、厚度等不能变化，难以达到高效率。（5） 有些小型风力机为了达到更经济的效果，叶片用管梁和具有气动外型的玻璃纤维蒙皮做成。玻璃纤维蒙皮较厚，具有一定强度，同时，在玻璃纤维蒙皮内可粘结一些泡沫材料的肋条（图1-38e）。（6） 叶片用管梁、金属肋条和蒙皮做成。金属蒙皮做成气动外型，用铆钉和环氧树脂将蒙皮、肋条和管梁粘结在一起（图1-38f）。总的说来，除部分小型风力机的叶片采用木质材料外，通常风力机的叶片采用玻璃纤维或高强度复合材料，而且叶片的材料也在不断改进。具有流线型断面的叶片，在一定条件下得到的升力比阻力大20多倍，是一种比较理想的叶型。发电机（1） 发电机的种类：小型风力发电机所用的发电机，可以是直流发电机，也可以是交流发电机。目前，小型风力发电机用的发电机大部分是三相交流发电机。由于产生磁场的形式不同，三相交流发电机有永磁式和励磁式，它们所产生的三相交流电都要通过整流二极管整流后输出直流电。为便于安装和维修，现在很多小型风力发电机，采用交流发电机时，将整流器安装在控制器中。交流发电机与直流发电机相比，具有体积小、重量轻、结构简单、低速发电性能好等优点。尤其是对周围无线电设备的干扰要比直流发电机小得多，因此适合小型风力发电机使用。（2） 发电机的构造：交流发电机主要由转子、定子、机壳和硅整流器组成。转子：转子做成犬齿交错形的磁极。永磁式发电机的转子磁极由永久磁铁制成。励磁式发电机的转子磁极由两块低碳钢制成。在磁极内侧空腔内装有励磁线圈绕组，当通天励磁电流时，便可产生磁场。定子：定子由铁芯和定子线圈组成。铁芯由硅钢片制成，在铁芯槽内绕有三组线圈，按星形法连接，发电机工作时线圈内便产生三相交流电。机壳：机壳是交流发电机的外壳，由金属制成，它包括壳体和前后端盖。如果将整流器装在发电机中，装有整流器的端盖也叫整流端盖。整流器：整流器由六个硅整流二极管组成桥式全波整流线路。它的作用是将三相交流转变为直流，可以很方便地将它储存在蓄电池中。现在，很多生产厂家采用整体封装的整流桥模块，简化了电路、提高了可靠性、降低了成本。（3） 发电机的功率：发电机的额定功率是指发电机在额定转速下输出的功率。由于风速不是一个稳定值，因而发电机转速会随风速而变化，因此输出功率也会随风速变化。当风速低于设计风速时，发电机的实际输出功率将达不到额定值；当风速高于设计风速时，实际输出功率将高于额定值。表1-5为FD2-100型风力发电机在不同风速下的输出功率。从表中可看出该机的额定功率100瓦是指在设计风速6米/秒时，风力发电机所输出的功率。最大

输出功率可达180、190瓦。当然，由于风力发电机的限速和调速装置及发电机本身设计参数的限制，发电机的输出功率不会无限增大，只能在某一范围内变动。表1—5 FD-100型风力发电机在不同风速下的输出功率风级2级3级4级5级风速(米/秒)2345678910输出功率(瓦)10152562100125155175190图1-39回转体结构示意图回转体图1-39回转体结构示意图回转体是小型风力发电机的重要部件之一，如图1-39所示。其作用是支撑安装发电机、风轮和尾翼调速机构等，并保证上述工作部件按照各自的工作特点随着风速、风向的变化在机架上端自由回转，小型风力发电机回转体的结构和安装方式种类各异。其中，偏心并尾式回转体目前在我国应用比较广泛,其结构要素可归纳如下。风轮的仰角：为了提高风轮的工作性能，在回转体上平面与水平面间设计有5°10°的夹角。发电机安装在回转体上平面，这样发电机轴(也就是风轮轴)就有一个5°10°的仰角，从而提高了风轮工作的稳定性和可靠性。风轮轴与回转体中心偏心距：风轮轴与回转中心偏心距是小型风力发电机调速机构准确调速的重要结构参数。当风速达到限速风速时，此偏心距能准确地产生一个迫使风轮扭转的力矩，使风轮立即开始侧偏调整。如果风速继续增大，风轮扭转力矩也增大，风轮继续侧偏，直至达到限速停车的极限位置。尾翼后倾角和侧偏角：尾翼与回转体上的尾翼连接耳通过销轴联结，而此销轴在安装时即有一个设计好的空间后倾角和侧偏角，由于这一空间后倾角和侧偏角的存在，当风轮侧偏调速时，尾翼逐渐翘起，翘起的尾翼在其重力的作用下企图恢复到原来位置，一旦风速减小，尾翼重力作用下的恢复力矩迫使尾翼回到原来位置，使风轮迎风。调速机构由于自然界的风具有不稳定性、脉动性，风速时大时小，有时还会出现强风和暴风，而风力发电机叶轮的转速又是随着风速的变化而变化的，如果没有调速机构，风力发电机叶轮的转速将随着风速的增大而越来越高。这样，叶片上产生的离心力会迅速加大，以至损坏叶轮。另外，随着风速增大，叶轮转速增高的同时，风力发电机的输出功率也必然增大，而风力发电机的转子线圈和其他电子元件的超载能力是有一定限度的，是不能随意增加的。因此风力发电机若要有一个稳定的功率输出，就必须设置调速机构。小型风力发电机常用的调速方法有三种：风轮侧偏调速法；桨叶侧偏调速法；空气制动调速法。(1)风轮侧偏调速法：当风速达到限速风速时，通过扭转风轮迫使其顺着风向侧偏,减小风轮迎风面积，从而达到调速的目的。这种调速方法有两种，一种是借助“侧翼”来实现风轮侧偏调速；另一种是利用“偏心”的办法进行调速。—塔架 9塔架止常运转 （侧而图）上仰检置（b）图1-40调速原理侧翼调速法：就是在风轮后面与风轮回转面平行安装一个侧翼，其侧翼梁应平行于地面。侧翼板伸到风轮回转直径之外，并与回转面平行。侧翼的迎风面积，以当风速达限速风速时侧翼板上的风压足以使风轮扭转限速为标准，通过严格的设计和试验确定，不可随意变动。调速原理如图1-40a所示，当风速还没有达到限速风速时，风轮将在尾翼的作用下处在正对风向的位置，也就是工作的位置。当风速达到或超过限速风速时，侧翼板上受到的风压足以克服弹簧或配重的拉力，驱使风轮顺着风向扭转一个角度，使之与尾翼（调向机构）靠近。此时由于风轮迎风角度的改变，迎风面积变小，转速也就随之降了下来，达到了调速的目的。当风速继续增大，以至达到刹车风速或超过刹车风速时，风轮将扭转到与尾翼完全靠拢的位置，也就是完全顺着风向的位置，停止转动，达到刹车的目的。风轮扭转后回位是靠侧翼相对一侧的弹簧或配重来实现的，也就是当风速减小到低于限速风速时，弹簧或配重将拉着机头回到原来的位置。偏心调速法：所谓偏心，就是指风力发电机风轮水平旋转轴与风力发电机机头的垂直旋转轴有一距离，此距离称为偏心距。当风大时，此偏心距可促使风轮产生一个顺着风向扭转的力矩。这种调速法的优点是结构简单。目前我国大多数小型风力发电机都采用了风轮偏心调速方式，其工作原理如图1-40b所示。风轮轴与机头回转中心有一偏心距e,所以当风速作用于风轮上时即产生了一个迫使风轮扭转的力矩M,当风速还没有达到限速时，M小于e e机头支座中的摩擦力矩Mf,此时风力发电机处于图1-40a工作状态，当风速增大时，作用于风轮上的风压亦增大，偏心力矩M也就增大，若M大于摩擦力矩M时，风轮即开始侧偏，f如图1-40a所示。如果这时风速保持定值，由于风轮已经侧偏，风轮所受风压也就减小，风轮转速相应降低，从而达到调速的目的。这时偏心力矩M与摩擦力矩M平衡；如果风速继f续增加，即偏心力矩Me继续增大，风轮继续侧偏，其极限位置如图1-40b所示。需要说明一点，即尾翼与机头通过销轴联结，而此销轴在设计安装时就有一个空间后倾角和侧偏角，由于这一空间后倾角和侧偏角的存在，风轮侧偏调速时，尾翼逐渐翘起，翘起的尾翼在其重力的作用下企图恢复到原来位置，一旦风速减小到某一值时，在尾翼重力产生的恢复力矩作用下即可迫使风轮迎风继续旋转。（2）桨叶侧偏式调速法（变桨距调速法）：变桨距调速法就是当风速达到限速风速时，迫使桨叶绕叶柄转过一个角度，以改变桨叶的冲角，从而改变桨叶的升力与阻力，达到调速的目的。如图1-41所示。烏动弹箏烏动弹箏JT韵詢栉图1-41FD2-100型风力发电机变桨距调速机构。弹簧套筒内装有启动弹簧6和调速弹簧5,桨叶在安装时有一较大的安装角，便于低风速时启动。风轮旋转起来后，在离心力的作用下，桨叶向外拉伸压缩启动弹簧6,同时在螺旋副的作用下，桨叶扭转很快进入最佳冲角状态。如果风速继续增加，则桨叶的离心力亦增大，此时调速弹簧5开始工作。同样道理，在离心力作用下，桨叶向外拉伸（带动桨叶轴亦向外拉伸），由于螺旋副的作用，桨叶扭转以至达到负冲角，风轮转速显著降低，达到调速的目的。当风速降低时，在弹簧张力的作用下，桨叶恢复到调速状态前的工作位置。这样就使风轮转速保持在一定的范围内工作。（3）空气制动调速法：空气制动调速法就是在桨叶上采用增大桨叶阻力的方法以获得调速的目的。增大阻力最简单的装置是空气制动器，如在桨叶上装上襟翼，如图1-42。襟翼2固定装在轴5上,并装在桨叶的两面，轴5为与拉杆4相连的杠杆3所转动，拉杆4的外端装有重块1,在拉杆4的另一端接上弹簧6及环状杠杆7,杠杆的环活动地装在风轮轴上。在正常转速时，襟翼2与气流并行，所以不会产生多大的阻力。要是风轮的角速度大于正常速度时，在离心力作用下，重块1开始沿径向向桨叶外端移动，通过拉杆4的作用转动襟翼的轴使其平面与旋转方向相反。此时阻力增加而将风轮制动，当风速减小时，弹簧6则将襟翼回转至原来的位置。

调向机构为什么要设置调向机构呢？大家知道，风力发电机是靠风的能量发电的，而风轮捕获风能的大小与风轮的垂直迎风面积成正比，也就是说，对于某一个风轮，当它垂直风向时（正面迎风）捕获的风能就多；而当它不是正面迎风时，所捕获的风能相对就少；当风轮与风向平行时，就捕获不到风能。所以，风力发电机必须设置调向机构，使风轮最大程度地保持迎风状态，以获取尽可能多的风能，从而输出较大的电能，调向机构对于小型风力发电机来说，一般采用“尾翼调向”。尾翼主要用在小型风力发电机上，由尾翼梁、尾翼板等组成，一般安装在主风轮后面，并与主风轮回转面垂直。其调向原理是：风力发电机工作时，尾翼板始终顺着风向，也就是与风向平行。这是由尾翼梁的长度和尾翼板的顺风面积决定的，当风向偏转时尾翼板所受风压作用而产生的力矩足以使机头转动，从而使风轮处在迎风位置。尾翼板的形状如图1-43所示，a为旧式风力发电机使用的形式，b是a的改进型，C对风向的变化最敏感，灵敏性好，是最好的形状。C尾翼有最大的翼展弦长比，这种尾翼的设计和滑翔机翼一样，能充分地利用上升的气流。实际上尾翼的翼展和弦长的比在2〜5之间，典型尾翼的高应是宽的5倍左右。图1-43尾翼板的形状尾翼一般都装在风力发电机风轮的尾流区里，但为了避开风轮的尾流区，也有把尾翼安装在很高位置上如图1-44所示。而尾翼支撑臂的长度，以与风轮直径大体相同为标准,尾翼面积为风力发电机回转面积的1/8。手刹车机构小型风力发电机的手刹车机构的用途是使风轮临时性停车（停止旋转）。如遇到特大风时可紧急使风轮停转，检修风力发电机和为了使风力发电机有计划地停止转动等，可通过手刹车机构使风轮刹车，或使风轮偏转与尾翼板平行。为了简化结构，有些小型风力发电机没有设置手刹车机构，但为实现临时停车，大多在尾翼端部系一根尼龙绳摆动尾翼，使风轮偏转离开迎风位置。手刹车机构一般都是钢丝绳牵拉式。小型风力发电机手刹车钢丝绳的牵拉方式有杠杆原理牵拉、绞轮原理牵拉。塔架为了让风轮在地面上较高的风速带中运行，需要用塔架把风轮支撑起来。这时，塔架承受两个载荷：一个是风力发电机重力，向下压在塔架上；一个是阻力，使塔架向风的下游方向弯曲。塔架所用材料是木杆或铁管，也可以采用钢材做成的桁架结构。百瓦级小型风力发电机大多采用空心、立柱拉索式见图1-45a，千瓦级的采用空心立柱式，也有采用桁架式见图1—42b。图1-45塔架示意图不论选择什么样的塔架，目的是使风轮获得较大风速，同时还必须考虑成本。引起塔架破坏的载荷主要是风力发电机的重量和塔架所受到的阻力，因此，要根据实际情况来确定。四、知识拓展-一风力发电机组技术参数及型号的含义目前我国生产的小型风力发电机按额定功率分为10种,分别为100W、150W、200W、300W、500W、1KW、2KW、3KW、5KW、10KW。其技术特点是：2〜3个叶片、侧偏调速、上风向，配套高效永磁低速发电机，再配以尾翼、立杆、底座、地锚和拉线。机组运行平稳、质量可靠，设计使用寿命为15年。风轮的最大功率系数已从初期的0.30左右提高到0.38〜0.42，而且启动风速低，叶片材料已多样化：木质、铁质、铝合金、玻璃钢复合型和全尼龙型等。风轮采用定桨距和变桨距两种，以定桨距居多。发电机选配的是具有低速特性的永磁发电机，永磁材料使用的是稀土材料,使发电机的效率从普通电机的0.50提高到现在的0.75以上，有些可以达到0.82。小型风力发电机组的调向装置大部分是上风向尾翼调向。调速装置采用风轮偏置和尾翼铰接轴倾斜式调速、变桨距调速机构或风轮上仰式调速。功率较大的机组还装有手动刹车机构，以确保表1-6 10种机组型号及技术参数序号风轮叶风轮启动额定停机额定额定配套重量（千克）产器型号直径片中心高风速风速风速功率电压发动（米）数（米）米/秒米/秒米/秒（瓦）（伏）机1FD2-100225361810028802FD2-150226374015028铁氧体1003FD2.1-2002.137382520028永磁交1504FD2.5-3002.537382530042流发电机1755FD3-500337382550042铁硼1856FD4-1K4393825100056永磁交2857FD5.4-2K5.43948252000110流发电机15008FD6.66.631048203000110电刷爪极15009FD7-5K721249405000220容励磁异250010FD7-10K7212411.56010000220步电机3000风力机在大风或台风情况下的安全。风力发电机组配套的逆变控制器，除可以将蓄电池的直流电转换成交流电的功能外，还具有保护蓄电池的过充、过放、交流卸荷、超载和短路保护等功能，以延长蓄电池的使用寿命。机组的价格较低，且适合于我国的低速地区应用。10种机组型号及技术参数见表1—9。表1-6列出了目前我国生产的几种主要型号风力发电机。型号中FD表示水平轴风力发电机，CDF表示垂直轴风力发电机后面的数字表示风轮的直径，最后的数字表示额定输出功率。1•风力发电机技术参数150W—5kW风力发电机技术参数如表1-7所示。表1-7 150W—5kW风力发电机技术参数

150需3WWJOOW600Vt]kV(2kW3kW5k凤轮直径5)2l02.22.&28124.05.0G.Q怨罡转達(r/min)400iM400他400■t:ltJ240220额宦凤速(m/f.)8B»&9It}10題定功誓(W)150300300600Ik2k3k5k最大功牢(W)25035045075Q'1.5L旳45k7k电机输出业圧(V)-12242474箔220220诣动风谨(^4)3J333333工作风速【m/打”253-253-253-25i-253-253-沾3-256ftA6$9(JWxF?度)(m»)^60x3^60x3^7567Sx4卿x44133kS^159xi按斷器兀号12V40A24V40A24V40A24V40A4SV60A96V6QA220V60A2邸'60AIX：(2VZ.U1OVC符金市电电MWUC24VA22QVC符希币电也砸卡DC24V/A52OVC电也槪卒(1C24V/符合市(&电融牢IK>UV/持會市电电ZKift*DC96VZA220VC苻合市电电压頻申DC220V/A22OVC需合市电DC22fiV/A22DVC持合仇电压配迂薪皑池莠JEnviooAb1块l；2VtOOAb2块12V30nAh2ft12V'SOAhtlVlSOAh4垠!2Vi0t>AhRifeUVlODAho□vino隅18.块2.AH系列500W〜5kW风力发电机技术参数如表1-8所示。表1-8 AH系列5000W〜5kW风力发电机技术参数和 号AH-50用AH-U*Ut-I.SkW411-3kW扎H-fikWAilrlOkWAil-5k«婕鑿料凤轮嵐径(m)2.32.S3.245s5.2叶片材料增强璇璃钢肱定功率/用大功率1W】500/750IOOO/UOO15QO/2QOO3000/45005000/6500l0k/i5k5k/6k舉定风速9L01011IIII11启动风達(m/B)333132工柞凤迷(曲町3~253-253-254-304-SG4-30安全風速｛呱刖4050孔505&闖工杵电压<v>PC21VAC220VDdSV/PCl^JVAC22CVDC4BV/DC120VA(22DVDO30V/DC2WVAC22OVDC!30V/1>C24OVAQ30Vix^aovAG«QVIX：]2DV/DC240VAQ20V调產方式伽+电酹更輝手豹刹车手购剧车+It庄制动凤机卞体程直(k|t)H085I2D220350«»4WAA域杆拘刼质惊fi/A5A/5Ci7/100R/150S/150in/sooa/m6/2S)1/3S07/3W8/49010/SW8/450五、思考与练习水平轴式风力发电装置由哪几部分组成？水平轴式风力发电机是什么类型的？水平轴式风力发电机的切入风速与切出风速一般在风速哪个范围之间？工作的有效风速在哪个范围？水平轴式风力发电机的主要技术参数有哪些？水平轴式风力发电机输出功1连锁店卫生管理职责连锁店清洁卫生管理作为连锁店购物环境的重要组成部分，店面人员应当依据公司相关制度规范，开展连锁店清洁卫生管理，为消费者提供清洁、卫生的购物环境，促进消费者形成良好的购物体验。连锁店店长应引导员工遵循终端连锁店员工、商品、店面卫生管理规定，养成良好的5S习惯，保证终端连锁店员工、商品、店面的干净整洁，以树立良好的终端电器连锁的品牌形象。卫生区域划分连锁店店长负责承担区域内的安全、卫生责任，应严格按区域负责制原则落实到个人，做到营业现场各区域、各班次都有人负责店面卫生，维护终端品牌形象。各连锁店店长应按营业现场面积、销售商品的品类，店面各区的功能，根据门店人数和排班时间安排员工负责，做到门店所有区域都责任到人，不留任何卫生死角。•展台区及区内商品由门店导购人员负责•店内收银台由收银人员负责•门店内公用区域，包括地板、天花板、柱子、墙面、空调设备、卫生间安排门店员工轮流负责•门店外围卫生安排门店员工轮流负责区域卫生责任对所负责区域的展台及商品需做到随时保洁，POP、价签和宣传单页及时整理。负责区域地面有废纸杂物时，由当日负责的店员负责清理。地面卫生出现较大问题(如积水等需要使用清洁工具的)，当日负责的店员必须及时清理。店面卫生的5S监督职责店长负责每日店面卫生的监督、巡查，根据“区域负责制”的执行情况对区域责任人进行检查和处罚。(2)分部店面管理部对店面进行定期检查，分部检查结果将定期公布，并记入店长《非销售业绩考核》成绩。总部将不定期组织抽查，以保证连锁网络5S执行及长期改善，在抽查中店面卫生较差的，可直接对店长处以5分(即50元/次)处罚。2门店卫生5S流程时间事项

8：00--8：10早会>店长或者值班店长检查，员工是否穿好工服，戴好工牌，员工仪容仪表是否按照公司的要求执行8：10--8：30门店营业前20分钟，员工到店后负责整理本责任区域卫生，区分更换不需要物品，并打扫各自区域的卫生。8：30门店开始营业8：30--9：00店长或者值班店长检查门店卫生打扫情况店面商品陈列是否布置妥当，商品是否达到公司规定的清洁标准门店内各区域是否打扫干净，有无灰尘、污迹，是否达到公司规定的店面卫生标准门店外围有无杂乱、污迹，是否达到公司规定的门店外围卫生标准12：00--13：30午餐时间，轮流用餐13：30--14：30每日下午门店比较空闲时，店长或者值班店长应进行一次5S检查员工仪容仪表、店内卫生情况、商品陈列是否良好做好5S检查工作，协助现场接待顾客19：30--19：40员工负责打扫各自区域的卫生19：40--19：50晚会当天工作总结、次日重要工作布置清理现场，关闭全部电路、水路，关闭大门晚班下班注：门店营业期间，5S检查门店一旦出现污迹、果皮、纸屑、地面积水等情况，应立即打扫。3连锁店卫生标准及5S检查门店5S检查整理（SEIRI）：门店内商品、用品、礼品等应放在相对应的区域，位置摆放错误的要及时调整。整顿（SEITON）：商品、用品、礼品的摆放应在相应的区域内，陈列清楚、合理归类、摆放整齐。清扫（SEISO）：店面任何角落都应保证干净、无污迹、无灰尘。清洁（SEIKETSU）：将前3S实施的做法制度化、规范化、并贯彻执行及维持成果。素养（SHITSUKE）：人人依规定行事，养成良好的习惯。区分活动内容早上1检查员工着装状况和仪容仪表5S五分钟活动2检查门店各样品陈列是否合乎标准，商品、用品是否归类，摆放整齐、擦拭干净3检查各区域台面是否干净，桌面是否有杂物，地面是否干净，无污迹等4检杳门店周边环境和卫生5清除门店的垃圾收班后五分钟5S活动1检查门店各样品是否放置妥当，贵重商品要注意存放安全2检查用品是否归类、门店设备、桌椅是否摆放整齐3检查各区域台面是否干净，桌面是否有杂物，地面是否干净，无污迹等4清除门店的垃圾5检查电源开关、门窗、空调等是否已关上门店员工个人卫生十标准（1）勤洗澡、理发，指甲应修剪整齐（男士指甲不宜超过指尖），保持清洁。（2）头发要求梳理整齐、利落。男士发型要求前不遮眼眉，后不压衣领，两侧不盖耳。女士发型要求文雅大方，不得进行彩色染发。（3）男士不得留胡须。（4）女士可佩戴得体的首饰或服饰，不准佩带悬挂式大耳环。在岗时可以化淡妆，不准浓妆艳抹。（5）员工（培训员除外）在岗期间上装必须按照要求统一穿工作服装，在左胸前端正地佩带胸牌。（6）服装必须保持清洁、整齐，不能有明显的污渍和灰尘（特别是衣领和袖口）。袖口不能卷起，服装不能出现开线或钮扣脱落。（7）在岗期间，不得穿拖鞋、短西裤。女士不得穿超短裙（不得在膝盖上7公分）和紧身裤。（8）男士要求着正式深色（黑色、深蓝、深灰）西裤，穿深色袜子、深色皮鞋（最好统一成黑色）。（9）女士要求着西裤或西服裙，穿皮鞋，鞋跟不应高于3厘米。商品卫生标准3.3.1店面样品卫生标准（1）连锁店内所有样板商品，包括样机、家电附件、展示礼品等，需要定期清洁，商品无灰尘、污迹。（2）展示台保持干净、明亮，整洁、新颖，不得随意移动样板商品。（3）关注店面的商品整洁情况，特别是易脏的商品，如白色家电。（4）展示台上展示的商品，可考虑保留部分原包装，如家电屏幕上的保护膜不要撕去。如有必要可以在外壳上粘贴保护膜，以防划伤，同时利于清洁。3.3.2库存商品卫生标准（1）每日清洁店面仓库、货柜，保证无灰尘或污迹。（2）仓库货品摆放整齐，商品、礼品、用品分区陈列。（3）仓库、货柜内商品临时移动后及时归位，并保证无包装散落或未关闭。（4）非盘点时间，不要在门店的空地上点货。（5）收货或调配商品清点完后，应及时清理卖场的杂物，确保店面形象，调配商品时应尽量避开销售高峰期。（6）禁止随地乱放样品或者存货，临时存放后及时归位，并打扫地板。连锁店店面卫生标准店面卫生清洁内容包括展示台、资料架、所有玻璃、货柜、店内地板、天花板、柱子、墙壁、休息区、洗手间、所有电器（如：空调、排气扇、电风扇等卫生）及店门前周围环境。（1）门口的清理。•门口应打扫干净，店面外部通道、走廊无纸屑、果皮、水迹及明显污迹•发现有废弃的包装物或垃圾时，要随时清理•门口须放置踏垫并定期清洗更换（2）店内地板经常清洁，无脚印以及灰迹。•每天必须将地板清理干净，保持干净清爽，有赃污现象要随时清理•扫帚及拖把不可随意放置于门店内，应放置于指定地方•如遇雨天，要注意入口处的卫生清洁，拖地时应尽量保持地面的干爽，避免顾客滑倒（3）保证天花板、墙壁、柱子、玻璃干净卫生。天花板和墙面无破损和蜘蛛网。墙面装饰物、POP应合适放置、无损毁。擦拭玻璃时，使用玻璃清洁剂、布或报纸，发现脏污时，随时用去污粉擦净。（4） 展台陈列区域的清理。展示台要保持干净，无污迹、灰尘，不在展示台上堆放杂物、饮料等，以免损坏家电展台玻璃上不得有手印价格牌、功能牌摆放整齐，无灰尘、污迹，没有破损商品无灰尘、污迹（5） 资料架内的宣传资料应分类、整齐摆放，无污迹、灰尘。（6） 收银行为结束后，应立刻进行整理。收银台上面不可堆置杂物，保证台面干净明亮收银台一、填空题生产消费生活消费各种心理现象外在表现寻找选择购买使用评估和处置二、单项选择题A2.C3.A4.A5.A三、多项选择题ABCD2.AB3.ABC四、简答题消费者就是购买与使用各种产品或服务的个人与住户。消费心理是指消费者在个人消费活动中发生的各种心理现象及其外在表现。观察法是指在商业经营活动过程中，调查者在自然条件下有目的、有计划地观察消费者语言、行为、表情等，分析其内在的原因，进而发现消费心理现象的规律的研究方法。调查法是指在商业经营活动中，采取科学的手段和方式，通过面谈、电话、邮件等形式获取相关资料，在进行数据整理和分析的基础上，间接地了解消费者心理活动的方法。不同的消费品市场以不同的消费者群体为对象，不同的消费者群体对消费品市场也有不同的心理要求。企业的营销策略会影响消费心理的产生与发展；反过来，不同的消费心理特点和心理趋向也对市场营销提出了特定的要求。市场营销活动的效果大小、成功与否，主要取决于其与消费者心理与行为的适应程度。消费心理与市场营销存在相互影响又相互作用的双向关系。消费心理的研究原则：客观性原则、发展性原则、联系性原则、应用性原则。研究方法：观察法、实验法、调查法。4．萌芽时期（19世纪末至1930年以前）应用时期（1930-1960年）变革与发展时期（1960年至今）五、案例分析：（1）了解了大学生消费群体需求特征及购买动机，促销计划有针对性。（2）不同的消费品市场以不同的消费者群体为对象，不同的消费者群体对消费品市场也有不同的心理要求。企业的营销策略会影响消费心理的产生与发展；反过来，不同的消费心理特点和心理趋向也对市场营销提出了特定的要求。市场营销活动的效果大小、成功与否，主要取决于其与消费者心理与行为的适应程度。消费心理与市场营销存在相互影响又相互作用的双向关系。一、填空题1.个别属性整体性选择性理解性恒常性瞬时记忆短时记忆长时记忆注意无意想象有意想象。二、单项选择题A2.B3.A4.D5.D三、多项选择题1.ABC2.ACD3.ABC4.AD四、简答题1．感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观外界事物的个别属性的反映。知觉是指人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体反映。想象是指用过去感知的材料来创造新形象。思维是人脑以已有的知识为中介，对客观事物本质特征的概括反映。情绪与情感是人对客观事物的态度体验，是人脑对客观外界事物与主体需要之间关系的反应。2．（1）感觉使消费者获得对商品的第一印象。营销者的各种营销手段只有给消费者以良好的感觉时，才能发挥作用。对消费者发出的刺激信号强度要适应人的感觉阈限。感觉是引起消费者某种情绪的信号。客观环境给予消费感觉上的差别，会引起他们不同的情绪感受。（2）利用知觉的整体性和理解性开展营销与广告制作；利用知觉悟选择性引导顾客选择自己所需要的商品；利用知觉的恒常性使顾客形成对商品的特殊喜爱。3．感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观外界事物的个别属性的反映。知觉是指人脑对直接作用于感觉器官的客观事物的整体反映。人在感觉的基础上形成了知觉。它是对感觉信息加工解释的过程。4．消费者心理准备状态的、消费者不同的个性特征、商品特性、购物环境服务人员的表情与态度。5．商品的设计与生产，无论在功能上和外观样式上都能引发消费者的美好想象。消费者在购物时会有许多的想象。营销者在商品和服务的设计、摆布商品、陈列橱窗、介绍商品、展示商品等销售过程中，要运用想象的作用，突出新颖性、创新性，引导消费者的想象力，激发其想象力，推动由想象转变为购买动机和行为的过程。6．营销者要了解消费者对商品的情绪、情感发展过程和规律，在营销活动中为消费者创造良好的气氛，使商场的商品、服务和设施等有利于激发消费者积极的购买情绪，这对处理好营销人员与消费者的关系，扩大商品的销售具有重大的现实意义。7．意志是有意识地确立目的，调动和支配行动，并通过克服困难和挫折，实现预定目的的心理过程。意志的自觉性、意志的果断性、意志的坚韧性。五、案例分析题：1.色彩灵活运用于营销的各个阶段以期增强营销的效果。具体来讲，就是从产品的包装设计，到宣传与促销，再到企业的形象战略等，都充分溶入色彩的因素,发挥色彩的作用。色彩来阐释它的品牌内涵的，这样，一方面表达形象，另一方面能够让消费者印象深刻、产生丰富联想。产品的设计之初，到最后成型，色彩的选择都是相当重要的，好的产品是应该有其相应的色彩来支撑的。企业产品的选色要有力配合产品的基本诉求点。随着消费者在消费时更加关注商品细节、追求个性，商品设计中的色彩因素正成为体现商品个性的一个越来越重要的组成部分，色彩营销地位在逐渐增强。第三章消费者的个性心理一、填空题气质能力心理基础性格需要动机选择购买需要二、单项选择题D2.B3.B4.B5.C6.D三、多项选择题BCD2.ABC3.ABD4.ABCD四、简答题1.胆汁质（兴奋型）、多血质（活泼型）、粘液质（安静型）、抑郁质（弱型）消费者的气质特点在其消费行为中主要反映在他们购买商品前的决策速度、购买时的行为特点和情绪的反应速度、购买后消费商品时的感受和体验等方面。2.（1）从消费态度方面划分：顺应型、节俭型、自由型、保守型。（2）从购买方式角度划分：习惯型、随意型、被动型、挑剔型3．（1）能力是直接影响活动效率，使活动得以顺利完成的个性心理特征。（2）按照能力的倾向性划分，可分为一般能力和特殊能力；按照能力的创造性程度划分，可分为模仿能力和创造能力；按照能力的功能划分，可分为认知能力、操作能力和社交能力、感知辨别商品的能力、分析评价商品的能力、购买决策能力、想象力和记忆力。4．生理需要、安全需要、爱和归属需要、尊重需要和自我实现需要。5．（1）动机是“引起个体活动，维持已引起的活动，并促使活动朝向某一目标进行的内在作用”。即动机是引起行为的动力。（2）知觉、性格、学习、记忆、个性、兴趣、态度、购买力等6．（1）“消费者购买决策”是指消费者谨慎地评价某一产品、品牌或服务的属性并进行选择、购买能满足某一特定需要的产品的过程。（2）问题认知、搜寻信息、寻求解决方案、评价备选方案、购买决策、购后评价。7．（1）狭义的购买行为是指消费者为满足个人或家庭生活而发生的购买商品、获得商品使用权的过程；广义的购买行为是指购买决策形成以后，商品从销售者转移到消费者手中的过程。（2）习惯型、理智型、冲动型、从众型案例分析：根据不同消费群体的个性心理及购买动机来进行市场定位略社会因素与消费心理消费活动中范围广速度快时间短消费流行可支配的个人收入购买欲望消费从众心理二、单项选择题A2.B3.C4.B5.A三、多项选择题AB2.ABCD3.ABC4.ABCD四、简答题1．（1）消费者收入的变化。市场容量的大小，归根到底取决于消费者购买力的大小，消费者的需要能否得到满足，主要取决于其收入的大小。消费者收入是决定消费者购买力的最直接的因素。（2）消费储蓄和信贷状况总是影响消费者现时购买力和潜在购买力的重要因素。一般情况下，消费者个人储蓄的增加，会相对减少现时的购买力，但又预示着潜在购买力的增加。（3）经济发展水平较高的国家和地区的消费者，强调产品款式、性能和特色。经济发展水平较低的国家和地区的消费者，侧重于产品的功能和实用性。2．酝酿期、发展期、高潮期和衰退期。3．（1）消费习俗给一些消费者心理带来了某种稳定性（2）消费习俗强化了一些消费者的心理行为（3）消费习俗使消费心理的变化减慢4．渴望变化，追求新、奇、特，愿意表现自我等都是人对个性意识追求的具体表现。服从多数人