电力机械课外论文

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1、电力机械（论文）题目:浅谈风电站的组成、设备及发电原理机械工程系专业班级机械0708班学生姓名方胜杰200704000706二0-0年六月摘要风能是一种技术比较成熟、很冇开发利用前景的可再生能源之一。风能的利用方式不仅有风力发电、风力提水，而且述有风力致热、风帆助航等。因此,开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力，从而唤起了卅:界众多的科学家致力于风能利用方而的研究。在本文屮，将对风力发电技术的基本原理和风电机的结构组成进行论述。关键词风能设备能量转化结构原理正文一、风能发电能量转化通过温度计和气压计测试出实验地点的环境温度和大气压，由下式计算出空气密度。(1)352.99

2、h(273+/)101325式屮的°是空气密度，H是当地大气压力，T是温度(单位是摄氏度)。从空气密度公式可以看出，空气密度的大小与大气压力、温度有关。空气运动具冇动能。风能是指风所具冇的动能。如果风力发电机叶轮的断而面积为A,则当风速为V的风流经叶轮时，单位时间风传递给叶轮的风能为(木论文公式中的物理量除特殊情况说明外均采用国际单位)p=—mv2(2)2其中：单位时间质量流量m=PAV戶=丄人％V2=丄(3)22而风能发电机实际转换的冇用功率是：(4)式屮的心是每秒空气流过风力发电机叶轮断面面积的风能，即风能功率，单位w,Cp是叶轮的风能利用系数，％是齿轮箱和传动系统的机械效率，

3、一般为0.80—0.95,直駆式风力发电机为1・0,Z是发电机效率，一般为0.70—0.98,°是空气密度，A是风力发电机叶轮旋转一周所扫过的面积，V是风速。二、风力机的主要组成1、小型风力发电机小型水平轴风力机主要组成部分有：风轮、发电机、塔架、调向机构、蓄能系统、逆变器等。风轮是风力机从风中吸收能量的部件，其作用是把空气流动的动能转变为风轮旋转的机械能。水平轴风力发电机的风轮是由「3个叶片组成的。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发屯机和异步交流发电机。小型风力发电机多采用同步或异步交流发电机，发出的交流电通过整流装置转换成直流电。塔架用于支撑发电机和

4、调向机构等。因风速随离地而的高度增加而增加，塔架越高，风轮单位而积捕捉的风能越多，但造价、安装费等也随Z加大。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。对于水平轴风力机，为了得到最高的风能利用效率，应用风轮的旋转面经常对准风向，需要对风装置。常用的调向机构主要有尾舵、舵轮、电动对风装置。当风速高于风力机的设计风速时，为了防止叶片损坏，需要对风轮转速进行控制需要限速装置。贮能装置对独立运行的小型风力机是十分重要的。其贮能方式冇热能贮能、化学能贮存。逆变器用于将直流电转换为交流电，以满足交流电气设备用电的要求。2、大型风力发电机大型风力发电机组由两大部分组成：气动机械部分

5、和电气部分。气动机械部分包描风轮、低速轴、增速齿轮箱、高速轴，其功能是驱动发电机转子，将风能转换为机械能。电气部分包括异步发电机、电力电子变频器、变压器和电网，英功能是将机械能转换为频率恒定的电能。近年来，又研制成功了直驱式变速恒频风力发电机组（无壇速齿轮箱）。三.风电机结构机舱：机舱包容着风电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风电机塔进入机舱。机舱左端是风电机转子，即转子叶片及轴。转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风电机上，每个转了叶片的测量长度大约为20米，而H被设计得很象飞机的机翼。轴心：转子轴心附着在风电机的低速轴上。低速轴：风电机的低

6、速轴将转了轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风电机匕转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中冇用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备冇紧急机械闸，用丁•空气动力闸失效时，或风电机被维修时。发电机：通常被称为感应屯机或异步发屯机。在现代风电机上，最大屯力输岀通常为500至1500千瓦。偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图屮显示了风电机偏航。通常，在风改变其

7、方向时，风电机一次只会偏转几度。电子控制器：包含一台不断监控风屯机状态的让算机，并控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控制器可以自动停止风电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风电机操作员。液压系统：用于重置风电机的空气动力闸。冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风电机具有水冷发电机。塔：风电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为4