風力發(fā)電機的設計和制造是一項復雜的工程,。由于其尺寸巨大,,其不同部件需要單獨運輸?shù)斤L電場,并在現(xiàn)場組裝,。每個組件都有自己的特點,,需要特殊的工具來運輸或安裝。
我們將分析風機各部分的特點,,以及運輸,、安裝和維護時需要哪些專用設備,。
風力發(fā)電機的主要部件是什么?
風力發(fā)電機由五個主要部件和許多次要部件組成,。主要部件為基礎,、塔架、轉子和輪轂(包括三片葉片),、機艙和發(fā)電機,。
所有這些部件的安裝都需要特定的風力發(fā)電機專用安裝設備。
1,、風力發(fā)電機的基礎
陸上風機的基礎位于地面上,;它是看不見的,因為它被土壤覆蓋,。它是一個大而重的混凝土結構塊,,必須能夠支撐整個風力發(fā)電機和作用在風扇上的力。
在海上風扇中,,它的基礎在水下是看不見的,。對于遠離陸地的海上風扇,其基礎處于漂浮狀態(tài),,但有足夠的質量來支撐和維持風扇的重量和施加在其上的各種力,。
2.風機塔筒
大多數(shù)現(xiàn)代風扇的塔都是由圓形鋼管制成的。風扇塔的一種經(jīng)驗是,,它的高度與風扇葉片旋轉時形成的圓直徑相同,。一般來說,風扇越高,,就越容易捕捉到高速風,。因為我們離地面越遠,風就越大(不同高度的風速不同),。
3.風力發(fā)電機的轉子和輪轂
轉子是渦輪機的旋轉部件,;它由三個葉片和一個連接葉片的中心部分組成,即輪轂,。
雖然三片葉片是常見的,,但風扇不一定是三片葉片。但三片葉片轉子具有效率好的優(yōu)點,。葉子不結實,;它們是中空的,由輕質和堅固的復合材料制成,。趨勢是使它們更大(以獲得更大的功率),、更輕更強。對于空氣動力學,葉子的形狀像機翼(像飛機的機翼),。此外,,它們不是平的,它們的根和尖端之間有扭曲的設計,。葉子可以在自己的軸周圍旋轉90度°,。這種運動被稱為變槳。
輪轂的功能是保持葉片,,并允許它們與風扇主體的其余部分旋轉,。
4.風機機艙
機艙容納了所有需要安裝在風機頂部的組件。
風扇艙是一個復雜的機電系統(tǒng),,有相當多的部件,,可以準確正常工作,。重要的風扇部件是發(fā)電機和主軸,,主軸通過齒輪箱將收集到的風中的能量傳遞給發(fā)電機。齒輪箱是風力發(fā)電機的另一個重要組成部分,。
由于風機必須順風工作,,并且需要根據(jù)風向調整其方向,因此其轉子必須能夠相對于塔進行旋轉,。這種旋轉被稱為偏航,。
5.風扇發(fā)電機
發(fā)電機是將轉子的機械能(從風中獲得)轉化為電能的組件。發(fā)電機與電機結構相同,。
雖然風力發(fā)電機種類繁多,,但可分為兩類
①水平軸風力發(fā)電機,風輪的旋轉軸與風向平行
②垂直軸風力發(fā)電機,,風輪的旋轉軸垂直于地面或氣流方向,。
水平軸風力發(fā)電機
水平軸風力發(fā)電機分為升力型和阻力型。
升力風力發(fā)電機旋轉速度快,,阻力旋轉速度慢,。對于風力發(fā)電,主要采用升力水平軸風力發(fā)電機,。大多數(shù)水平軸風力發(fā)電機都有風裝置,,可以隨著風向的變化而旋轉。對于小型風力發(fā)電機,,該風裝置采用尾舵,,對于大型風力發(fā)電機,采用由風向傳感元件和伺服電機組成的傳動機構,。
風力發(fā)電機的風輪在塔前稱為上風向風力發(fā)電機,,而在塔后則稱為下風向風力發(fā)電機。水平軸風力發(fā)電機有很多種,,有的有反轉葉片的風輪,,有的在塔上安裝多個風輪,,在一定的輸出功率條件下降低塔的成本,有的水平軸風力發(fā)電機在風輪周圍產(chǎn)生漩渦,,集中氣流,,提高氣流速度。
垂直軸風力發(fā)電機
垂直軸風力發(fā)電機在風向變化時不需要對風,。與水平軸風力發(fā)電機相比,,這是一個很大的優(yōu)勢。它不僅簡化了結構設計,,而且降低了風輪對風時的陀螺力,。
使用阻力旋轉的垂直軸風力發(fā)電機有幾種類型,包括由平板電腦和被子制成的風輪,,這是一種純阻力裝置,;S型風車,有部分升力,,但主要是阻力裝置,。這些裝置具有較大的啟動扭矩,但尖速比較低,,當風輪尺寸,、重量和成本一定時,提供的功率輸出較低,。