风力发电机及其系统

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1、风力发电机及其系统 代贤涛风力发电机及其系统主要内容 绪论 风力发电机组及其分类 典型风力发电机系统绪论风力发电机组的内部结构机舱轮毂桨叶调桨系统偏航系统齿轮箱发电机底座塔筒控制柜风力机风能转换效率特性 风轮的功率风轮的功率 风能转换率风能转换率 叶尖速比叶尖速比VRTSRm),(TSRfCppCAVP321TSR: Tip Speed Rate风力发电机组及其分类 风力发电机组的分类： 按风轮桨叶分类 按风轮转速分类 按传动机构分类 按发电机分类 按并网方式分类风力发电机组的分类按风轮桨叶分类： 失速型： 高风速时，因桨叶形状或因叶尖处的扰流器动作，限制风力机的输出转矩与功率； 变桨型： 高

2、风速时通过调整桨距角，限制输出转矩与功率。风力发电机组的分类按风轮转速分类： 定速型： 风轮保持一定转速运行，风能转换率较低，与恒速发电机对应； 变速型： （1）双速型：可在两个设定转速运行，改善风能转换率，与双速发电机对应； （2）连续变速型：在一段转速范围内连续可调，可捕捉最大风能功率，与变速发电机对应。风力发电机组的分类按传动机构分类： 齿轮箱升速型： 用齿轮箱连接低速风力机和高速发电机； （减小发电机体积重量，降低电气系统成本） 直驱型： 直接连接低速风力机和低速发电机。 （避免齿轮箱故障）风力发电机组的分类按发电机分类： 异步型： （1）笼型单速异步发电机； （2）笼型双速变极异步发

3、电机； （3）绕线式双馈异步发电机； 同步型： （1）电励磁同步发电机； （2）永磁同步发电机。风力发电机组的分类按并网方式分类： 并网型： 并入电网，可省却储能环节。 离网型： 一般需配蓄电池等直流储能环节，可带交、直流负载。或与柴油发电机、光伏电池并联运行。异步风力发电机的工作原理AXZBCYSn1Nffne, iT f 产生电磁转矩产生电磁转矩T 定子三相电流产生旋转磁场，以同步转速定子三相电流产生旋转磁场，以同步转速n1 旋转旋转 在转子导条中产生感应电动势在转子导条中产生感应电动势 e e 在转子绕组中产生感应电流在转子绕组中产生感应电流 i i 在磁场中产生电磁力在磁场中产生电磁力

4、f 若转子以转速若转子以转速nn1, 向向n1的方向旋转的方向旋转 n 是否会等于是否会等于 n1？要产生要产生T，必须，必须nn1 异步异步机械能机械能 电能电能，是，是发电机发电机转子转速大于定子旋转磁场转速，转子转速大于定子旋转磁场转速， 发电！发电！笼型异步风力发电机的内部结构定子铁心定子铁心转子绕组转子绕组（端环）（端环）机座机座转子铁心转子铁心定子绕组定子绕组风扇风扇端盖端盖笼型异步风力发电机的工作原理 向对称的三相绕组中通入对称三相交流电流，可以产向对称的三相绕组中通入对称三相交流电流，可以产生一个行波磁场。生一个行波磁场。 如果三相绕组分布在一个圆周上，则行波磁场作旋转如果三相

5、绕组分布在一个圆周上，则行波磁场作旋转运动，即旋转磁场。运动，即旋转磁场。 旋转磁场在一个圆周内，呈现出的磁极（旋转磁场在一个圆周内，呈现出的磁极（N、S极）数极）数目称为极数，用目称为极数，用2P表示。表示。 旋转磁场的转向取决于三相电流的相序，转速旋转磁场的转向取决于三相电流的相序，转速n1取决取决于电流的频率于电流的频率 f 和极对数和极对数 P：160 fnP 同步转速同步转速笼型异步风力发电机的工作原理笼型异步发电机笼型异步发电机 中中转差率转差率S 与运行状态的关系与运行状态的关系? 把同步转速把同步转速n1与转子转速与转子转速n的差与同步转速的差与同步转速n1的比值，称为的比值，