风力涡轮机是如何工作的?
有一个大叶片的空气涡轮附加在一个足够高的支撑塔的顶部。当风袭击涡轮叶片,涡轮旋转由于设计和对中转子叶片。涡轮机的轴与涡轮相连发电机。发电机的输出是通过电缆收集的。
风力发电机工作
当风击打转子叶片时,叶片开始旋转。涡轮转子与一个高速变速箱相连。齿轮箱将转子的旋转从低速转变为高速。来自变速箱的高速轴与发电机的转子相连接,因此发电机以更高的速度运行。需要一台励磁机给发电机磁场系统的磁线圈提供所需的励磁,以便它能产生所需的电力。在交流发电机的输出端产生的电压与交流发电机的速度和磁场都成正比。风速是由失控的风力控制的。因此,为了保持交流发电机输出功率的均匀性,必须根据自然风能的可用性来控制励磁。励磁电流由感应风速的涡轮控制器控制。则输出电压发电机(交流发电机)给一个整流器,在那里交流发电机的输出被整流直流。然后将整流的直流输出输出给线路转换单元,转换成稳定的交流输出,最终输入输电网或输电网升压变压器。一个额外的单元被用来给内部辅助设备供电风力涡轮机(如电机、电池等等),这被称为内部供应单元。
还有另外两个控制装置连接在一个现代大型风力涡轮机上。
- 控制涡轮叶片的方向。
- 控制涡轮面的方向。
涡轮叶片的方向是由叶片的基础轮毂控制的。叶片通过齿轮和小型电动马达或液压旋转系统的旋转装置连接到中心轮毂上。根据设计,该系统可以采用电气或机械控制。叶片可以根据风速旋转。这种技术叫做俯仰控制。它提供了涡轮机叶片沿风向的最佳可能方向,以获得最佳风力功率。
机舱或整个涡轮机的方向可以跟随改变风向的方向,以最大限度地从风中获取机械能。风的方向和风速由安装在机舱后顶部的风速计(自动速度测量装置)感知。信号被反馈到一个基于电子微处理器的控制系统,该系统控制偏航电机,偏航电机通过齿轮装置沿风向旋转整个机舱,面向空气涡轮。
风力涡轮机的内部方框图




