新能源发电技术 电子课件 3.2 风力发电机组的构成

3.2风力发电机组的构成任课老师：2018年6月30日目录Contents风力机传动系统制动系统、变桨距系统、液压系统

偏航系统发电机控制系统3.2.13.2.23.2.33.2.43.2.53.2.63.2.7支撑设备与安全保护

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风力机的分类风轮转动轴与地面的相对位置垂直轴风力机与水平轴风力机叶片工作原理升力型风力机与阻力型风力机风轮转速定速型与变速型功率调节定桨距与变桨距风力机容量大、中、小、微等型号垂直轴风力机主要由转子、中心塔柱、上下轮毂、上下轴承等组成一般适用于中小型容量机组主要部件为风轮、机舱与塔架水平轴风力机风力机叶片与轮毂风轮叶片：主梁、外壳、填充料空气动力学特性可靠的结构强度合理的叶片刚度和叶尖变形位移结构动力学特性和气动稳定性将风轮所受的力和力矩传递给传动装置对于变桨风力发电机来说，轮毂也是控制叶片桨距的装置目录Contents风力机传动系统制动、变桨距系统、液压系统

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作用：将风轮吸收的能量以机械能的形式传递给发动机主轴支撑风轮并将力矩传递给齿轮箱齿轮箱增大转速联轴器实现轴与轴之间的连接轴承转动与固定部分的连接

传功系统

主轴轴承位于风力机主轴采用调心滚子轴承结构偏航轴承位于机舱底部调节风力机的迎风角度变桨轴承位于轮毂与叶片的连接部位调整叶片的迎风角度

轴承目录Contents风力机传动系统制动、变桨距系统、液压系统

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3.2.3制动、变桨距系统、液压系统制动系统主要由制动器、驱动装置和控制装置组成实现正常情况下的运动制动以及突发故障时的紧急制动变桨距系统调节叶片对气流的攻角，改变风力机的能量转换效率主要包括连续变桨和全顺浆两种工作状态液压系统以液压油为介质实现控制和传动功能提供制动动力，控制变桨距机构，机械制动及偏航驱动液压系统及系统间联接在定桨距风力发电机组中，液压系统可为空气动力制动（叶尖扰流器）和机械制动提供动力，实现开机与停机。在变桨距系风力发电机组中，液压系统主要用于控制变桨距机构，实现功率控制，同时也用于机械制动及偏航驱动利用动力装置将电动机的机械能转换为液压能，在通过液压能将油的压力能转换为机械能，进而实现动力传递与控制功能。刹车，变桨控制偏航控制子系统间联接液压系统变桨距系统制动系统偏航系统液压系统变桨距系统制动系统偏航系统变桨距系统可通过改变叶片桨距在机组需要停机时提供空气动力制动液压系统为制动系统、偏航系统提供动力偏航系统通过改变对风方向，来实现制动目录Contents风力机传动系统制动、变桨距系统、液压系统

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3.2.4偏航系统又称对风装置。当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。与控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态充分利用风能提供必要的锁紧力矩，保证风力发电机组的安全运行3.2.4偏航系统主动偏航采用电力或液压拖动完成对风动作齿轮驱动与滑动被动偏航依靠风力完成风轮对风动作尾舵、舵轮下风向对于并网型风力发电机组来说，通常都采用主动偏航的齿轮驱动形式目录Contents风力机传动系统制动、变桨距系统、液压系统

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3.2.5发电机直流发电机永磁直流发电机励磁直流发电机交流发电机双馈异步发电机直驱型发电机双馈异步发电机双馈异步发电机又称交流励磁异步发电机，是当前使用最广泛的风力发电机双馈异步发电机双馈异步发电机通过转子侧输入交流励磁，利用导线切割磁力线感应出电动势，将机械能转化为电能特点：转子的转速与励磁频率有关，既可以输入电能又可以输出电能，同时具备同步发电机与异步发电机的特性n=n1

同步运行状态，与同步发电机相同n>n1

超同步运行状态，转子向电网输出功率n<n1

亚同步运行状态，电网向转子输入功率目录Contents风力机传动系统制动、变桨距系统、液压系统

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3.2.6控制系统控制系统制动系统液压系统无人值守运行实时监测与反馈远程操控根据风速大小自动进入启动状态或从电网切出当电网故障时，能确保机组安全停机能对电网、风况和机组的运行状态进行检测与记录远程通信，可实现异地遥控操作提高发电效率与发电质量目录Contents风力机传动系统制动、变桨距系统、液压系统

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管状锥形，外形美观，结构可靠3.2.7支撑设备与安全保护塔架桁架式锥筒式用铆钉、螺栓装配钢材杆件机舱与底盘保护齿轮箱、传动系统、发电机等主要设备免受风沙、雨雪的侵害机舱与底盘构成一个封闭的壳体，底盘连接到塔架上，起固定承载作用。同时通过轴承连接着偏航系统，使底盘旋转来实现对风风速变化过电流过电压保护转速变化超速保护振动控制器抗干扰保护风力发电机的安全保护叶片防雷系统叶片内敷设导线，叶片的金属根部连接到轮毂并引至机舱在通过接地线连接至机舱和塔