理论教育 风力机构成及各部件功用分析

风力机构成及各部件功用分析

时间:2023-06-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:以水平轴风力机为例介绍常见风力机的基本组成和各部件的功用。图7.3小型风力发电机图7.4低扬程风力提水机7.3.2.1风轮风轮是风力机最重要的部件,它是风力机区别于其他动力机的主要标志。

风力机构成及各部件功用分析

以水平轴风力机为例介绍常见风力机的基本组成和各部件的功用。风力机一般由风轮、传动装置、做功装置、蓄能装置、控制系统、塔架、附属部件等组成(图7.3和图7.4)。

图7.3 小型风力电机

图7.4 低扬程风力提水机

7.3.2.1 风轮

风轮是风力机最重要的部件,它是风力机区别于其他动力机的主要标志。其作用是捕捉和吸收风能,并将其转变为机械能,由风轮轴将能量送至传动装置。

7.3.2.2 控制系统

1.调速(限速)机构

风轮的转速随风速的增大而变快,而转速超过设计允许值后,将导致机组的毁坏或寿命的降低,有了调速(限速)机构,即使风速很大,风轮的转速仍能维持在一个较稳定的范围之内,防止超速乃至飞车的发生。

2.调向机构

垂直轴风力机可接受任何方向吹来的风,因此不需要调向机构。而水平轴的风力机为了获得较高的效率,应使它的风轮经常对准风向,大多数水平轴风力机都有调向机构。

7.3.2.3 传动装置

将风轮轴的机械能送到做功装置的机构称为传动装置。对于风力发电机,其传动装置为增速机构。风力机的传动装置与一般机器所采用的传动装置没有什么区别,多为齿轮、皮带、曲柄连杆等机械传动。(www.daowen.com)

7.3.2.4 做功装置

由传动装置送来的机械能,供给工作机械按既定意图做功,称相应的机械如发电机、水泵、粉碎机、铡草机等为风力机的做功装置。

7.3.2.5 蓄能装置

由于风时大时小,时有时无,因而风力机的输出功率不可能一直是稳定的,这样,能量的储备就十分必要。可以把在有风或大风时所获得的能量的一部分储存起来,供无风和小风时使用。风力发电机的蓄电池和风力提水机的蓄水罐就是蓄能装置。

7.3.2.6 塔架

风轮、控制系统和机舱(内有传动机构)等组成了风力机的机头,用塔架将其支撑到设计的高空。

7.3.2.7 附属装置

风力机还有一些附属装置,如机舱、机座、回转体、停车机构等,它们配合主要部件工作,以保证风力机的正常运行。

目前商用大型风力发电机组一般为水平轴风力发电机,它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成(图7.5)。

图7.5 商用大型水平轴风力发电机

风轮由气动性能优异的叶片(一般为2~3个叶片)装在轮毂上所组成,低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速,将动力传递给发电机。上述这些部件都安装在机舱平面上,整个机舱由高大的塔架举起,由于风向经常变化,为了有效地利用风能,必须要有迎风装置,它根据风向传感器测得的风向信号,由控制器控制偏航电机,驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动,使机舱始终对风。

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