大型風力發電機組的基本結構、傳動裝置及自動

      大型風力發電機組、支撐發電機組的塔架、蓄電池充電控制器、逆變器、卸荷器、并網控制器、蓄電池組等組成；風力發電機組包括風輪、發電機；風輪中含葉片、輪轂、加固件等組成；它有葉片受風力旋轉發電、發電機機頭轉動等功能。

1.大型風力發電機的基本結構

　　風力發電機就安裝結構而言，可分為兩種類型：一種是水平軸風力發電機，葉片安裝在水平軸上；另一種是垂直軸風力發電機，風輪軸是垂直布置的，由葉片帶動垂直軸轉動，再去帶動發電機進行發電。垂直軸風力發電機的增速器、聯軸器、發電機、制動器等都是安裝在地面上的，整個機組的安裝、調試和維修均比水平軸風力發電機要方便一些。但由于一些難以解決的技術問題，垂直軸風力發電機的發展和應用受到了很大的限制。下面主要介紹水平軸風力發電機的結構以及工作過程。

　　大型水平軸風力發電機主要由塔架、風輪、機艙以及控制系統等部件構成。塔架是風力發電機的安裝支撐，一般有型鋼桁架結構、混凝土結構、圓錐型鋼管焊接并組裝而成的3種結構。風輪一般是由2～3個葉片裝在輪轂上組成，是風力發電機接受風能的部件。大型風力發電機的葉片直徑都在60m以上，有的甚至到100多米。由于葉片在轉動過程中，距離回轉中心不同半徑處葉片的線速度不相同，所接受風的能量也不相同。為了使葉片各部分接受的風能大致相同，通常將葉片結構加工成從葉片根部至葉片尖部是漸縮的，同時扭轉一定角度的機翼型扭曲葉片。所有的風輪葉片都應具有承受沙暴、鹽霧侵襲的能力，并且具備防雷的措施。機艙是風力發電機主要的傳動、控制、發電部分，由增速器、聯軸器、制動器、調速裝置和發電機等構成。機艙內部設有消聲設施，并具有良好的通風條件。機艙設有登機入口，以供登塔檢修人員進入。機艙和筒式塔架具有防止小動物進入的防護設施。

 

2.大型風力發電機的工作過程及原理

　　在自然界，風的方向是不固定的。為了使風輪在正常工作時，風葉一直正對著風的方向，以充分利用風的能量，在機艙轉盤底座上安裝了調向機構。由調向電機和調向制動器來共同實現該功能。調向系統具有自動解纜和扭纜保護裝置。

　　風輪的直徑比較大，在運行時轉速比較低。為匹配交流發電機，滿足發電機的轉速要求，在低速的風輪軸和高速的發電機軸之間安裝有增速器，使傳遞到發電機軸上的轉速達到發電機的額定轉速需求。制動器是使風力發電機停止運轉的裝置，也就是通常所說的剎車。

　　調速結構屬于可變槳矩調速裝置，這種形式的調速裝置是現代風力發電機的主要調速方式之一。當風速增大時，風輪的轉速增加，微機系統發出指令讓葉片增大安裝角，用以減少葉片轉速加快的趨勢。此時，在電磁閥的作用下，變槳矩液壓油缸動作，拉動葉片向安裝角增大的方向轉動一定的角度，來使葉片所接受的風能減少，以維持風輪在額定的轉速之內運行；當風速減小時，微機發出的指令信號與前述相反，變槳矩液壓油缸動作，以減小葉片的安裝角，使葉片所接受的風能增加，維持風輪在額定的轉速范圍內運轉。

　　交流發電機的防護等級應能滿足防鹽霧、防沙塵暴的要求。在濕度較大的地區，發電機內部還設有加熱裝置，以防結露。發電機的定子線圈應匹配安裝測溫裝置，轉子上還要安裝測速裝置。

 

3.大型風力發電機的自動控制原理

　　現在的大型風力發電機已經基本實現了微機自動控制、無人現場值守的工作模式。風電場的控制系統由兩部分組成：一部分為就地的計算機控制系統；另一部分為主控室計算機控制系統。同時。主控室的計算機要求配備不間斷電源，并與風電機組現場具有可靠的通信連接。

　　風力發電機的微機自動控制是將風向標、風速儀、風輪的轉速、發電機的電壓、電流、頻率等參數，以及發電機溫升、增速器溫升、機艙和塔架的振動、電纜的過纏繞、電網的電壓、電流、頻率等傳感器信號，通過A/D轉換，輸送給微機，微機進行分析比較后，再按設定的程序發出各種執行指令。從而實現風力發電機組的自動啟動、自動調向、自動調速、自動并網、自動解列、運行中機組故障時的自動停機、自動執行電纜解繞、過振動停機以及風速過大時的自動停機等自動控制。

　　風電場的各風電機組群之間可以實現聯網管理、互相通信，出現故障的風電機組會在微機總站的微機終端和顯示器上顯示出來，可以進行程序的調出和修改程序等操作，實現現場無人值守的自動控制功能。

本文由丹陽瑞風熱處理機械有限公司發布于 2018-08-15 23:12  |