
①风轮:小型风力机的风轮大多用2~3个叶片组成,它是把风能转化为机械能的部件。风轮叶片的材质主要有两种。一种是玻璃钢材料,一般用玻璃丝布和调配好的环氧树脂在模型内手工糊制,在内腔填加一些填充材料,手工糊制适用于不同形状和变截面的叶片但手工制作费工费时,产品质量不易控制。国外小风机也采用机械化生产等截面叶片,提高了叶片生产的效率和产品质量。
②发电机:小型风力发电机一般采用的是永磁式交流发电机,由风轮驱动发电机产生的交流电经过整流后变成可以储存在蓄电池中的直流电。
③调向机构、调速机构和停车机构:为了从风中获取能量,风轮旋转面应垂直于风向,在小型风机中,这一功能靠风力机的尾翼作为调向机构来实现。同时随着风速的增加,要对风轮的转速有所限制,这是因为一方面过快的转速会对风轮和风力机的其他部件造成损坏,另一方面也需要把发电机的功率输出限定在一定范围
内。由于小型风力机的结构比较简单,一般采用叶轮侧偏式调速方式,这种调速机构在风速风向变化转大时容易造成风轮和尾翼的摆动,从而引起风力机的振动。因此,在风速较大时,特别是蓄电池已经充满的情况,应人工控制风力机停机。在有的小型风力机中设计有手动刹车机构,另外在实践可采用侧偏停机方式,即在尾翼上固定一软绳,当需要停机时,拉动尾翼,使风轮侧向于风向,从而达到停车的目的。
风力发电的基本原理是风的动能通过风轮机转换成机械能,再带动发电机发电转换成电能。主导的风力发电机组一般为水平轴式风力发电机,它由叶片、轮毂、增速齿轮箱、发电机、主轴、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风轮的作用是将风能转换为机械能,它由气动性能优异的叶片装在轮毂上所组成,低速转动
的风轮由增速齿轮箱增速后,将动力传递给发电机。上述这些部件都布置在机舱里,整个机舱由塔架支起。为了有效地利用风能,偏航装置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,使机舱始终对向风。由于齿轮箱是在MW级风力发电机组 中过载和过早损坏率较高的部
件,国外开始研 制一种直接驱动型的风力发电机组(亦称:无 齿轮风力发电机),这种机组采用多级异步电 机与叶轮直接连接进行驱动的方式,免去齿轮为了跟踪叶片尖速比,使风电机组在 较大的风速范围内获得功率输出,须对转 速或功率进行调节。常用的调节方式有两种:一种是失速调节,另一种是变桨距调节一即叶片可以绕叶片上的轴转动,改变叶片气动数据,实现功率调节。
小型家用风力发电机组的构成