風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)圖：大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)就安裝結(jié)構(gòu)而言，可分為兩種類型：一種是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，葉片安裝在水平軸上；另一種是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪軸是垂直布置的，由葉片帶動(dòng)垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再去帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的增速器、聯(lián)軸器、發(fā)電機(jī)、制動(dòng)器等都是安裝在地面上的，整個(gè)機(jī)組的安裝、調(diào)試和維修均比水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)要方便一些。但由于一些難以解決的技術(shù)問題，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用受到了很大的限制。下面主要介紹水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)以及工作過程。

　　大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由塔架、風(fēng)輪、機(jī)艙以及控制系統(tǒng)等部件構(gòu)成。

　　塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安裝支撐，一般有型鋼桁架結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、圓錐型鋼管焊接并組裝而成的3種結(jié)構(gòu)。

　　風(fēng)輪一般是由2～3個(gè)葉片裝在輪轂上組成，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)接受風(fēng)能的部件。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片直徑都在60m以上，有的甚至到100多米。

　　由于葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，距離回轉(zhuǎn)中心不同半徑處葉片的線速度不相同，所接受風(fēng)的能量也不相同。為了使葉片各部分接受的風(fēng)能大致相同，通常將葉片結(jié)構(gòu)加工成從葉片根部至葉片尖部是漸縮的，同時(shí)扭轉(zhuǎn)一定角度的機(jī)翼型扭曲葉片。所有的風(fēng)輪葉片都應(yīng)具有承受沙暴、鹽霧侵襲的能力，并且具備防雷的措施。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙的主要結(jié)構(gòu)見圖1。

　　1.轉(zhuǎn)盤底座 2.調(diào)向制動(dòng)器 3.調(diào)向電機(jī) 4.低速端聯(lián)軸器 5.增速機(jī) 6.機(jī)艙底座 7.勵(lì)磁機(jī) 8.交流發(fā)電機(jī) 9.高速端聯(lián)軸器 10.高速軸制動(dòng)器 11.機(jī)艙 12.登高爬梯 13.變槳矩控制軸承 14.變槳矩液壓油缸 15.變槳矩控制連桿 16.風(fēng)輪葉片 17.風(fēng)輪輪轂 18.風(fēng)輪軸承 19.轉(zhuǎn)盤軸承 20.三相交流電輸出裝置 21.風(fēng)輪接合器

　　圖1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙的結(jié)構(gòu)示意圖

　　機(jī)艙是風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要的傳動(dòng)、控制、發(fā)電部分，由增速器、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、調(diào)速裝置和發(fā)電機(jī)等構(gòu)成。機(jī)艙內(nèi)部設(shè)有消聲設(shè)施，并具有良好的通風(fēng)條件 。機(jī)艙設(shè)有登機(jī)入口，以供登塔檢修人員進(jìn)入。機(jī)艙和筒式塔架具有防止小動(dòng)物進(jìn)入的防護(hù)設(shè)施。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)圖：風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)知識(shí) 風(fēng)機(jī)組成結(jié)構(gòu)

　　葉輪

　　風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力機(jī)通常有２片或３片葉片，葉尖速度50～70ｍ／ｓ，具有這樣的葉尖速度，3葉片葉輪通常能夠提供最佳效率，然而2葉片葉輪僅降低2～3％效率。甚至可以使用單葉片葉輪，它帶有平衡的重錘，其效率又降低一些，通常比2葉片葉輪低6％。盡管葉片少了，自然降低了葉片的費(fèi)用，但這是有代價(jià)的。對(duì)于外形很均衡的葉片，葉片少的葉輪轉(zhuǎn)速就要快些，這樣就會(huì)導(dǎo)致葉尖噪聲和腐蝕等問題。更多的人認(rèn)為3葉片從審美的角度更令人滿意。3葉片葉輪上的受力更平衡，輪轂可以簡(jiǎn)單些，然而2葉片、1葉片葉輪的輪轂通常比較復(fù)雜，因?yàn)槿~片掃過風(fēng)時(shí)，速度是變的，為了限制力的波動(dòng)，輪轂具有翹翹板的特性。翹翹板的輪轂，葉輪鏈接在輪轂上，允許葉輪在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)向后或向前傾斜幾度。葉片的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，在每周旋轉(zhuǎn)中會(huì)明顯的減少由于陣風(fēng)和剪切在葉片上產(chǎn)生的載荷。

　　葉片是用加強(qiáng)玻璃塑料（GRP）、木頭和木板、碳纖維強(qiáng)化塑料（CFRP）、鋼和鋁構(gòu)成的。對(duì)于小型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如葉輪直徑小于５米，選擇材料通常關(guān)心的是效率而不是重量、硬度和葉片的其它特性。對(duì)于大型風(fēng)機(jī)，葉片特性通常較難滿足，所以對(duì)材料的選擇更為重要。

　　世界上大多數(shù)大型風(fēng)力機(jī)的葉片是由GRP制成的。這些葉片大部分是用手工把聚脂樹脂敷層，和通常制造船殼、園藝、游戲設(shè)施及世界范圍內(nèi)消費(fèi)品的方法一樣。其過程需要很高的技術(shù)水平才能得到理想的結(jié)果，并且如果人們對(duì)重量不太關(guān)心的話，比如對(duì)于長(zhǎng)度小于２０米的葉片，設(shè)計(jì)也不很復(fù)雜。不過有很多很先進(jìn)的利用GRP的方法，可以減小重量，增加強(qiáng)度，在此就不贅述了。玻璃纖維要較精確的放置，如果把它放在預(yù)浸片材中，使用高性能樹脂，如控制環(huán)氧樹脂比例，并在高溫下加工處理。當(dāng)今，出現(xiàn)了簡(jiǎn)單的手工鋪放聚脂，通過認(rèn)真地選擇和放置纖維，為GRP葉片提供了降低成本的途徑。

　　偏航系統(tǒng)

　　風(fēng)力機(jī)的偏航系統(tǒng)也稱為對(duì)風(fēng)裝置，其作用在于當(dāng)風(fēng)速矢量的方向變化時(shí)，能夠快速平穩(wěn)地對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，以便風(fēng)輪獲得最大的風(fēng)能。

　　小微型風(fēng)力機(jī)常用尾舵對(duì)風(fēng)，它主要有兩部分組成，一是尾翼，裝在尾桿上與風(fēng)輪軸平行或成一定的角度。為了避免尾流的影響，也可將尾翼上翹，裝在較高的位置。

　　中小型風(fēng)機(jī)可用舵輪作為對(duì)風(fēng)裝置，其工作原理大致如下：當(dāng)風(fēng)向變化時(shí)，位于風(fēng)輪后面兩舵輪（其旋轉(zhuǎn)平面與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面相垂直）旋轉(zhuǎn)，并通過一套齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)使風(fēng)輪偏轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)輪重新對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向后，舵輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)風(fēng)過程結(jié)束。

　　大中型風(fēng)力機(jī)一般采用電動(dòng)的偏航系統(tǒng)來(lái)調(diào)整風(fēng)輪并使其對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向。偏航系統(tǒng)一般包括感應(yīng)風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo)，偏航電機(jī)，偏航行星齒輪減速器，回轉(zhuǎn)體大齒輪等。其工作原理如下：

　　風(fēng)向標(biāo)作為感應(yīng)元件將風(fēng)向的變化用電信號(hào)傳遞到偏航電機(jī)的控制回路的處理器里，經(jīng)過比較后處理器給偏航電機(jī)發(fā)出順時(shí)針或逆時(shí)針的偏航命令，為了減少偏航時(shí)的陀螺力矩，電機(jī)轉(zhuǎn)速將通過同軸聯(lián)接的減速器減速后，將偏航力矩作用在回轉(zhuǎn)體大齒輪上，帶動(dòng)風(fēng)輪偏航對(duì)風(fēng)，當(dāng)對(duì)風(fēng)完成后，風(fēng)向標(biāo)失去電信號(hào)，電機(jī)停止工作，偏航過程結(jié)束。

　　風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)

　　所有并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過三相交流（AC）電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)分為兩個(gè)主要類型。同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的頻率與其所連電網(wǎng)的頻率完全相同，同步發(fā)電機(jī)也被稱為交流發(fā)電機(jī)。異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的頻率比電網(wǎng)頻率稍高，異步發(fā)電機(jī)常被稱為感應(yīng)發(fā)電機(jī)。

　　感應(yīng)發(fā)電機(jī)與同步發(fā)電機(jī)都有一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的部件被稱為定子，這兩種電機(jī)的定子相似，兩種電機(jī)的定子都與電網(wǎng)相連，而且都是由疊片鐵芯上的三相繞組組成，通電后產(chǎn)生一個(gè)以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。盡管兩種電機(jī)有相似的定子，但它們的轉(zhuǎn)子是完全不同的。同步電機(jī)中的轉(zhuǎn)子有一個(gè)通直流電的繞組，稱為勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁繞組建立一個(gè)恒定的磁場(chǎng)鎖定定子繞組建立的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。因此，轉(zhuǎn)子始終能以一個(gè)恒定的與定子磁場(chǎng)和電網(wǎng)頻率同步的恒定轉(zhuǎn)速上旋轉(zhuǎn)。在某些設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是由永磁機(jī)產(chǎn)生的，但這對(duì)大型發(fā)電機(jī)來(lái)說不常用。

　　感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子就不同例如，它是由一個(gè)兩端都短接的鼠籠形繞組構(gòu)成。轉(zhuǎn)子與外界沒有電的連接，轉(zhuǎn)子電流由轉(zhuǎn)子切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生。如果轉(zhuǎn)子速度完全等于定子轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)的速度（與同步發(fā)電機(jī)一樣），這樣就沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就沒有轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流。因此，感應(yīng)發(fā)電機(jī)總的轉(zhuǎn)速總是比定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度稍高，其速度差叫滑差，在正常運(yùn)行期間。它大概為1%。

　　同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)

　　將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能裝置的發(fā)電機(jī)常用同步勵(lì)磁發(fā)電機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)應(yīng)用非常廣泛，在核電、水電、火電等常規(guī)電網(wǎng)中所使用的幾乎都是同步發(fā)電機(jī)，在風(fēng)力發(fā)電中同步發(fā)電機(jī)即可以獨(dú)立供電又可以并網(wǎng)發(fā)電。然而同步發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)時(shí)必須要有同期檢測(cè)裝置來(lái)比較發(fā)電機(jī)側(cè)和系統(tǒng)側(cè)的頻率、電壓、相位，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，使發(fā)電機(jī)發(fā)出電能的頻率與系統(tǒng)一致；操作自動(dòng)電壓調(diào)壓器將發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整到與系統(tǒng)電壓相一致；同時(shí)，微調(diào)風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)闹芷跈z測(cè)盤上監(jiān)視，使發(fā)電機(jī)的電壓與系統(tǒng)的電壓相位相吻合，就在頻率、電壓、相位同時(shí)一臻的瞬間，合上斷路器將風(fēng)力發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)。同期裝置可采用手動(dòng)同期并網(wǎng)和自同期并網(wǎng)。但總體來(lái)說，由于同步發(fā)電機(jī)造價(jià)比較高，同時(shí)并網(wǎng)麻煩，故在并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中很少采用。

　　控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行及保護(hù)需要一個(gè)全自動(dòng)控制系統(tǒng)，它必須能控制自動(dòng)啟動(dòng)，葉片槳距的機(jī)械調(diào)節(jié)裝置（在變槳距風(fēng)力機(jī)上）及在正常和非正常情況下停機(jī)。除了控制功能，系統(tǒng)也能用于監(jiān)測(cè)以提供運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)速、風(fēng)向等信息。該系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，除了小的風(fēng)力機(jī)，控制及監(jiān)測(cè)還可以遠(yuǎn)程進(jìn)行。控制系統(tǒng)具有及格主要功能：

　　1、順序控制啟動(dòng)、停機(jī)以及報(bào)警和運(yùn)行信號(hào)的監(jiān)測(cè)

　　2、偏航系統(tǒng)的低速閉環(huán)控制

　　3、槳距裝置(如果是變槳距風(fēng)力機(jī))快速閉環(huán)控制

　　4、與風(fēng)電場(chǎng)控制器或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的通訊

　　風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

　　葉輪葉片產(chǎn)生的機(jī)械能有機(jī)艙里的傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)，它包括一個(gè)齒輪箱、離合器和一個(gè)能使風(fēng)力機(jī)在停止運(yùn)行時(shí)的緊急情況下復(fù)位的剎車系統(tǒng)。齒輪箱用于增加葉輪轉(zhuǎn)速，從20~50轉(zhuǎn)/分到1000~1500轉(zhuǎn)/分，后者是驅(qū)動(dòng)大多數(shù)發(fā)電機(jī)所需的轉(zhuǎn)速。齒輪箱可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的平行軸齒輪箱，其中輸出軸是不同軸的，或者它也可以是較昂貴的一種，允許輸入、輸出軸共線，使結(jié)構(gòu)更緊湊。傳動(dòng)系統(tǒng)要按輸出功率和最大動(dòng)態(tài)扭矩載荷來(lái)設(shè)計(jì)。由于葉輪功率輸出有波動(dòng)，一些設(shè)計(jì)者試圖通過增加機(jī)械適應(yīng)性和緩沖驅(qū)動(dòng)來(lái)控制動(dòng)態(tài)載荷，這對(duì)大型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)來(lái)說是非常重要的，因其動(dòng)態(tài)載荷很大，而且感應(yīng)發(fā)電機(jī)的緩沖余地比小型風(fēng)力機(jī)的小。

　　異步發(fā)電機(jī)

　　永磁發(fā)電機(jī)是一種將普通同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子改變成永磁結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)，常用的永磁材料有鐵氧體（BaFeO）、釤鈷5(SmCo)等，永磁發(fā)電機(jī)一般用于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中。

　　異步發(fā)電機(jī)是指異步電機(jī)處于發(fā)電的工作狀態(tài)，從其激勵(lì)方式有電網(wǎng)電源勵(lì)磁發(fā)電（他勵(lì)）和并聯(lián)電容自勵(lì)發(fā)電（自勵(lì)）兩種情況。

　　電網(wǎng)電源勵(lì)磁發(fā)電：是將異步電機(jī)接到電網(wǎng)上，電機(jī)內(nèi)的定子繞組產(chǎn)生以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，再用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速，電網(wǎng)提供的磁力矩的方向必定與轉(zhuǎn)速方向相反，而機(jī)械力矩的方向則與轉(zhuǎn)速方向相同，這時(shí)就將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。在這種情況下，異步電機(jī)發(fā)出的有功功率向電網(wǎng)輸送；同時(shí)又消耗電網(wǎng)的無(wú)功功率作勵(lì)磁作用，并供應(yīng)定子和轉(zhuǎn)子漏磁所消耗的無(wú)功功率，因此異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，一般要求加無(wú)功補(bǔ)償裝置，通常用并列電容器補(bǔ)償?shù)姆绞健?/p>

　　２、并聯(lián)電容器自勵(lì)發(fā)電：并聯(lián)電容器的連接方式分為星形和三角形兩種。勵(lì)磁電容的接入在發(fā)電機(jī)利用本身的剩磁發(fā)電的過程中，發(fā)電機(jī)周期性地向電容器充電；同時(shí)，電容器也周期性地通過異步電機(jī)的定子繞組放電。這種電容器與繞組組成的交替進(jìn)行充放電的過程，不斷地起到勵(lì)磁的作用，從而使發(fā)電機(jī)正常發(fā)電。勵(lì)磁電容分為主勵(lì)磁電容和輔助勵(lì)磁電容，主勵(lì)磁電容是保證空載情況下建立電壓所需要的電容，輔助電容則是為了保證接入負(fù)載后電壓的恒定，防止電壓崩潰而設(shè)的。

　　通過上述的分析，異步發(fā)電機(jī)的起動(dòng)、并網(wǎng)很方便且便于自動(dòng)控制、價(jià)格低、運(yùn)行可靠、維修便利、運(yùn)行效率也較高、因此在風(fēng)力發(fā)電方面并網(wǎng)機(jī)組基本上都是采用異步發(fā)電機(jī)，而

　　同步發(fā)電機(jī)則常用于獨(dú)立運(yùn)行方面。

　　偏航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　根據(jù)調(diào)向力矩的大小，可以進(jìn)行齒輪傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算。當(dāng)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)體大齒輪的主動(dòng)小齒輪的強(qiáng)度不能滿足時(shí)，可選用兩套偏航電機(jī)－－－行星齒輪減速器分置于風(fēng)輪主輪的兩側(cè)對(duì)稱布置，每個(gè)電機(jī)的容量為總?cè)萘康囊话搿｝X輪傳動(dòng)計(jì)算可按開式齒輪傳動(dòng)計(jì)算，其主要的磨損形式是齒面磨損失效，如調(diào)向力矩較大，除按照彎曲強(qiáng)度計(jì)算之外，應(yīng)計(jì)算齒面接觸強(qiáng)度。

　　值得注意的是，大多數(shù)風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)輸出功率的同軸電纜在風(fēng)力機(jī)偏航時(shí)一同旋轉(zhuǎn)，為了防止偏航超出而引起的電纜旋轉(zhuǎn)，應(yīng)該設(shè)置解纜裝置，并增加扭纜傳感器以監(jiān)視電纜的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。位于下風(fēng)向布重的風(fēng)輪，能夠自動(dòng)找正風(fēng)向。在總體布置時(shí)應(yīng)考慮塔架前面的重量略重一些，這樣在風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)平衡就會(huì)好一些。

　　電機(jī)的切換

　　根據(jù)風(fēng)速?zèng)Q定是選擇小發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電，還是選擇大發(fā)電機(jī)空轉(zhuǎn)，若風(fēng)速低于8米/秒，則小發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行且風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)切換到“投入G2”。如果風(fēng)速高于8米/秒，則選擇“空轉(zhuǎn)G1”運(yùn)行狀態(tài)。

　　投入G2：

　　小發(fā)電機(jī)接觸器閉合，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)電流由可控硅控制到350A。一旦投入過程完成，可控硅切除，風(fēng)機(jī)切換到“運(yùn)行G2”狀態(tài)。

　　風(fēng)電投入小發(fā)電機(jī)發(fā)電，如果平均輸出功率在某一單位時(shí)間內(nèi)太低，這是小發(fā)電機(jī)斷開且風(fēng)機(jī)切換到“等待重新支轉(zhuǎn)”的狀態(tài)。如果平均輸出功率超過了限定值110KW，則小發(fā)電機(jī)切除，風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)切換到“G1空轉(zhuǎn)”。

　　G1空轉(zhuǎn)：

　　風(fēng)機(jī)等待風(fēng)速達(dá)到投入大電機(jī)的風(fēng)速，一旦達(dá)到這個(gè)風(fēng)速則風(fēng)機(jī)就切換到“投入G1”狀態(tài)。

　　投入G1：

　　大發(fā)電機(jī)的接觸接通。發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)電流由可控硅將其限定在350A。投入過程一結(jié)束，可控硅切除，風(fēng)機(jī)切換到“運(yùn)行G1”狀態(tài)。

　　運(yùn)行G1

　　風(fēng)機(jī)的大電機(jī)投入發(fā)電，如果功率輸出在一定的時(shí)間內(nèi)少于限定值80KW，大發(fā)電機(jī)切除，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)切換到“切換G11-G12”狀態(tài)。

　　切換G1-G2

　　大發(fā)電機(jī)的接觸器切除小發(fā)電機(jī)的接觸器接通，可控硅將發(fā)電機(jī)的電流限定到700A，一旦投入過程完成，可控硅切除，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為“運(yùn)轉(zhuǎn)G2”狀態(tài)。

　　等待再投入

　　如果小發(fā)電機(jī)的出力小于限定值，則此運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)作。此狀態(tài)下，小發(fā)電機(jī)的接觸器被切除，如果風(fēng)速有效，風(fēng)機(jī)就切換到“投入G2”狀態(tài)，如果風(fēng)速低于限定值，風(fēng)機(jī)將切換到“空轉(zhuǎn)G2”狀態(tài)。

　　風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變

　　風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變

　　說明各種工作狀態(tài)之間是如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的。

　　提高工作狀態(tài)層次只能一層一層地上升，而要降低工作狀態(tài)層次可以是一層或多層。這種工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變方法是基本的控制策略，它主要出發(fā)點(diǎn)是確保機(jī)組的安全運(yùn)行。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)要往更高層次轉(zhuǎn)化，必須一層一層往上升，用這種過程確定系統(tǒng)的每個(gè)故障是否被檢測(cè)。當(dāng)系統(tǒng)在狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程中檢測(cè)到故障，則自動(dòng)進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)。

　　當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)中檢測(cè)到故障，并且這種故障是致命的，那么工作狀態(tài)不得不從運(yùn)行直接到緊停，這可以立即實(shí)現(xiàn)而不需要通過暫停和停止。

　　下面我們進(jìn)一步說明當(dāng)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，系統(tǒng)是如何動(dòng)作的。

　　1．工作狀態(tài)層次上升

　　緊停→停機(jī)

　　如果停機(jī)狀態(tài)的條件滿足，則：

　　1)關(guān)閉緊停電路；

　　2)建立液壓工作壓力；

　　3)松開機(jī)械剎車。

　　停機(jī)→暫停

　　如果暫停的條件滿足，則，

　　1)起動(dòng)偏航系統(tǒng)；

　　2)對(duì)變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，接通變槳距系統(tǒng)壓力閥。

　　暫停→運(yùn)行

　　如果運(yùn)行的條件滿足，則：

　　1)核對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是否處于上風(fēng)向；

　　2)葉尖阻尼板回收或變槳距系統(tǒng)投入工作；

　　3)根據(jù)所測(cè)轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)是否可以切人電網(wǎng)。

　　2．工作狀態(tài)層次下降

　　工作狀態(tài)層次下降包括3種情況：

　　(1)緊急停機(jī)。緊急停機(jī)也包含了3種情況，即：停止→緊停；暫停→緊停；運(yùn)行→緊停。其主要控制指令為：

　　1)打開緊停電路；

　　2)置所有輸出信號(hào)于無(wú)效；

　　3)機(jī)械剎車作用；

　　4)邏輯電路復(fù)位。

　　(2)停機(jī)。停機(jī)操作包含了兩種情況，即：暫停→停機(jī)；運(yùn)行→停機(jī)。

　　暫停→停機(jī)

　　1)停止自動(dòng)調(diào)向；

　　2)打開氣動(dòng)剎車或變槳距機(jī)構(gòu)回油閥(使失壓)。

　　運(yùn)行→停機(jī)

　　1)變槳距系統(tǒng)停止自動(dòng)調(diào)節(jié)；

　　2)打開氣動(dòng)剎車或變槳距機(jī)構(gòu)回油閥(使失壓)；

　　3)發(fā)電機(jī)脫網(wǎng)。

　　(3)暫停。

　　1)如果發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，調(diào)節(jié)功率降到。后通過晶閘管切出發(fā)電機(jī)；

　　2)如果發(fā)電機(jī)沒有并入電網(wǎng)，則降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速至0。

　　(三)故障處理

　　工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程實(shí)際上還包含著一個(gè)重要的內(nèi)容：當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將自動(dòng)地從較高的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到較低的工作狀態(tài)。故障處理實(shí)際上是針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組從某一工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到較低的狀態(tài)層次可能產(chǎn)生的問題，因此檢測(cè)的范圍是限定的。

　　為了便于介紹安全措施和對(duì)發(fā)生的每個(gè)故障類型處理，我們給每個(gè)故障定義如下信息：

　　1)故障名稱；

　　2)故障被檢測(cè)的描述；

　　3)當(dāng)故障存在或沒有恢復(fù)時(shí)工作狀態(tài)層次；

　　4)故障復(fù)位情況(能自動(dòng)或手動(dòng)復(fù)位，在機(jī)上或遠(yuǎn)程控制復(fù)位)。

　　(1)故障檢測(cè)。控制系統(tǒng)設(shè)在頂部和地面的處理器都能夠掃描傳感器信號(hào)以檢測(cè)故障，故障由故障處理器分類，每次只能有一個(gè)故障通過，只有能夠引起機(jī)組從較高工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入較低工作狀態(tài)的故障才能通過。

　　(2)故障記錄。故障處理器將故障存儲(chǔ)在運(yùn)行記錄表和報(bào)警表中。

　　(3)對(duì)故障的反應(yīng)。對(duì)故障的反應(yīng)應(yīng)是以下三種情況之一：

　　1)降為暫停狀態(tài)；

　　2)降為停機(jī)狀態(tài)；

　　3)降為緊急停機(jī)狀態(tài)。

　　4)故障處理后的重新起動(dòng)。在故障已被接受之前，工作狀態(tài)層不可能任意上升。故障被接受的方式如下：

　　如果外部條件良好，一此外部原因引起的故障狀態(tài)可能自動(dòng)復(fù)位。一般故障可以通過遠(yuǎn)程控制復(fù)位，如果操作者發(fā)現(xiàn)該故障可接受并允許起動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，他可以復(fù)位故障。有些故障是致命的，不允許自動(dòng)復(fù)位或遠(yuǎn)程控制復(fù)位，必須有工作人員到機(jī)組工作現(xiàn)場(chǎng)檢查，這些故障必須在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)的控制面板上得到復(fù)位。故障狀態(tài)被自動(dòng)復(fù)位后10min將自動(dòng)重新起動(dòng)。但一天發(fā)生次數(shù)應(yīng)有限定，并記錄顯示在控制面板上。

　　如果控制器出錯(cuò)可通過自檢(WATCHDOG)重新起動(dòng)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)圖：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

　　1、機(jī)艙：機(jī)艙包容著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，包括齒輪箱、大電流發(fā)生器。維護(hù)人員可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔進(jìn)入機(jī)艙。機(jī)艙左端是風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片及軸。

　　2、轉(zhuǎn)子葉片：捉獲風(fēng)，并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心。現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的測(cè)量長(zhǎng)度大約為20米，而且被設(shè)計(jì)得很象飛機(jī)的機(jī)翼。

　　3、軸心：轉(zhuǎn)子軸心附著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸上。

　　4、低速軸：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸將轉(zhuǎn)子軸心與齒輪箱連接在一起。在現(xiàn)代600千瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相當(dāng)慢，大約為19至30轉(zhuǎn)每分鐘。軸中有用于液壓系統(tǒng)的導(dǎo)管，來(lái)激發(fā)空氣動(dòng)力閘的運(yùn)行。

　　5、齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高至低速軸的50倍。

　　6、高速軸及其機(jī)械閘：高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。它裝備有緊急機(jī)械閘，用于空氣動(dòng)力閘失效時(shí)，或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修。

　　7、發(fā)電機(jī)：通常被稱為感應(yīng)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，大電力輸出通常為500至1500千瓦。

　　8、偏航裝置：借助電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙，以使轉(zhuǎn)子正對(duì)著風(fēng)。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過風(fēng)向標(biāo)來(lái)感覺風(fēng)向。通常在風(fēng)改變其方向時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)一次只會(huì)偏轉(zhuǎn)幾度。

　　9、電子控制器：包含一臺(tái)不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計(jì)算機(jī)，并控制偏航裝置。電流發(fā)生器廠家提示為防止任何故障（即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過熱），該控制器可以自動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過電話調(diào)制解調(diào)器來(lái)呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。

　　10、液壓系統(tǒng)：用于重置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力閘。

　　11、冷卻元件：包含一個(gè)風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外，它包含一個(gè)油冷卻元件，用于冷卻齒輪箱內(nèi)的油。一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有水冷發(fā)電機(jī)。

　　12、塔：風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔載有機(jī)艙及轉(zhuǎn)子。通常高的塔具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡x地面越高，風(fēng)速越大。現(xiàn)代600千瓦風(fēng)汽輪機(jī)的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔，也可以是格子狀的塔。管狀的塔對(duì)于維修人員更為安全，因?yàn)樗麄兛梢酝ㄟ^內(nèi)部的梯子到達(dá)塔頂。格狀的塔的優(yōu)點(diǎn)在于它比較便宜。

　　13、風(fēng)速計(jì)及風(fēng)向標(biāo)：用于測(cè)量風(fēng)速及風(fēng)向。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成結(jié)構(gòu)圖：風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

　　小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：高效率 微風(fēng)啟動(dòng) 長(zhǎng)壽命 免維護(hù) 防銹 防腐蝕 防潮 防水 防風(fēng)沙小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域風(fēng)光互補(bǔ)路燈照明系統(tǒng)：城市路燈，公路路燈，景觀照,，風(fēng)光互補(bǔ)高速公路監(jiān)控，通訊機(jī)站，海上石油平臺(tái)，孤島海水淡化系統(tǒng)，風(fēng)光互補(bǔ)噴泉系統(tǒng)，風(fēng)不互補(bǔ)船舶發(fā)電系統(tǒng)，家用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，農(nóng)田滴灌系統(tǒng)等SN系列風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選型SN系列小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)適合用于多種不同氣候的地區(qū)，所以您在購(gòu)買SN風(fēng)力發(fā)電機(jī)是應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，這將能最大程度的發(fā)揮S

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