風(fēng)機結(jié)構(gòu)組成：三葉羅茨風(fēng)機解剖圖結(jié)構(gòu)圖！簡潔！易懂！速度收藏！

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風(fēng)機結(jié)構(gòu)組成：八種常見的風(fēng)機結(jié)構(gòu)及工作原理動態(tài)圖解，不能錯過了！

　　風(fēng)機包括通風(fēng)機、透平鼓風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機和透平壓縮機，詳細(xì)劃分為離心式壓縮機、軸流式壓縮機、往復(fù)式壓縮機、離心式鼓風(fēng)機、羅茨鼓風(fēng)機、離心式通風(fēng)機、軸流式通風(fēng)機和葉氏鼓風(fēng)機等八大類。

　　一、離心式壓縮機

　　離心式壓縮機是一種葉片旋轉(zhuǎn)式壓縮機（即透平式壓縮機）。在離心式壓縮機中，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪給予氣體的離心力作用，以及在擴壓通道中給予氣體的擴壓作用，使氣體壓力得到提高。早期，由于這種壓縮機只適于低，中壓力、大流量的場合，而不為人們所注意。由于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種大型化工廠，煉油廠的建立，離心式壓縮機就成為壓縮和輸送化工生產(chǎn)中各種氣體的關(guān)鍵機器，而占有極其重要的地位。隨著氣體動力學(xué)研究的成就使離心壓縮機的效率不斷提高，又由于高壓密封，小流量窄葉輪的加工，多油楔軸承等技術(shù)關(guān)鍵的研制成功，解決了離心壓縮機向高壓力，寬流量范圍發(fā)展的一系列問題，使離心式壓縮機的應(yīng)用范圍大為擴展，以致在很多場合可取代往復(fù)壓縮機，而大錦工擴大了應(yīng)用范圍。

　　有些化工基礎(chǔ)原料，如丙烯、乙烯、丁二烯、苯等，可加工成塑料、纖維、橡膠等重要化工產(chǎn)品。在生產(chǎn)這種基礎(chǔ)原料的石油化工廠中，離心式壓縮機也占有重要地位，是關(guān)鍵設(shè)備之一。除此之外，其他如石油精煉，制冷等行業(yè)中，離心式壓縮機也是極為關(guān)鍵的設(shè)備。我國在五十年代已能制造離心式壓縮機，從七十年代初開始又以石油化工廠，大型化肥廠為主，引進了一系列高性能的中、高壓力的離心式壓縮機，取得了豐富的使用經(jīng)驗，并在對引進技術(shù)進行消化、吸收的基礎(chǔ)上大大增強了自己的研究、設(shè)計和制造能力。

　　性能特點：

　　優(yōu)點：

　　離心式壓縮機之所以能獲得這樣廣泛的應(yīng)用，主要是比活塞式壓縮機有以下一些優(yōu)點。

　　1、離心式壓縮機的氣量大，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量輕，機組尺寸小，占地面積小。

　　2、運轉(zhuǎn)平衡，操作可靠，運轉(zhuǎn)率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護費用及人員少。

　　3、在化工流程中，離心式壓縮機對化工介質(zhì)可以做到絕對無油的壓縮過程。

　　4、離心式壓縮機為一種回轉(zhuǎn)運動的機器，它適宜于工業(yè)汽輪機或燃汽輪機直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產(chǎn)蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機作動力，為熱能綜合利用提供了可能。但是，離心式壓縮機也還存在一些缺點。

　　缺點：

　　1、離心式壓縮機還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。

　　2、離心式壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，其氣量調(diào)節(jié)雖較方便，但經(jīng)濟性較差。

　　3、離心式壓縮機效率一般比活塞式壓縮機低。

　　二、軸流式壓縮機

　　軸流式壓縮機是屬于一種大型的空氣壓縮機，最大的功率可以達到KW，排氣量是20000m3每分鐘，它的壓縮機能效比可以達到百分之90左右，比離心機要節(jié)能一些。它是由3大部分組成，一是以轉(zhuǎn)軸為主體的可以旋轉(zhuǎn)的部分簡稱轉(zhuǎn)子，二是以機殼和裝在機殼上的靜止部件為主體的簡稱定子（靜子），三是殼體、密封體、軸承箱、調(diào)節(jié)機構(gòu)、聯(lián)軸器、底座和控制保護等組成。軸流式壓縮機也屬于透平式或速度式壓縮機，煉油廠多選用作催化裂化裝置的主風(fēng)機。

　　性能特點：

　　效率較高，單機效率可達86%～92%，比離心式壓縮機高5%～10%，單位面積流通能力大，徑向尺寸小，適宜流量大于1500m3/min的場合，單級壓力比較低，單缸多級壓力比可達11，與離心式壓縮機相比，靜葉不可調(diào)試式軸流壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)較窄，在恒定轉(zhuǎn)速下，流量變化相對較少，壓力變化較大。此外，結(jié)構(gòu)較為簡單，維護方便。因此，軸流壓縮機對于中、低壓、大流量，且載荷基本不變的情況較為理想。全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機可以擴大壓縮機的穩(wěn)定工況區(qū)，彌補了靜葉不可調(diào)式軸流壓縮機的不足，而且可以提高壓縮機的效率，降低起動功率。目前，煉油廠主要用全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機。

　　三、往復(fù)式壓縮機

　　曲軸帶動連桿，連桿帶動活塞，活塞做上下運動。活塞運動使氣缸內(nèi)的容積發(fā)生變化，當(dāng)活塞向下運動的時候，汽缸容積增大，進氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，空氣被吸進來，完成進氣過程；當(dāng)活塞向上運動的時候，氣缸容積減小，出氣閥打開，進氣閥關(guān)閉，完成壓縮過程。通?；钊嫌谢钊h(huán)來密封氣缸和活塞之間的間隙，氣缸內(nèi)有潤滑油潤滑活塞環(huán)?？恳粋€或幾個作往復(fù)運動的活塞來改變壓縮腔內(nèi)部容積的容積式壓縮機。目前往復(fù)式壓縮機主要是活塞式空壓機,化工工藝壓縮機，石油，天然氣壓縮機，為主，而活塞式空壓機現(xiàn)在主要向中壓及高壓方向發(fā)展，這個是螺桿機，離心機目前無法達到的一個高度。

　　性能特點：

　　由于設(shè)計原理的關(guān)系，就決定了活塞壓縮機的很多特點。比如運動部件多，有進氣閥、排氣閥、活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸、軸瓦等；比如受力不均衡，沒有辦法控制往復(fù)慣性力；比如需要多級壓縮，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；再比如由于是往復(fù)運動，壓縮空氣不是連續(xù)排出、有脈動等。

　　優(yōu)點：

　　1、熱效率高、單位耗電量少

　　2、加工方便 對材料要求低，造價低廉

　　3、裝置系統(tǒng)較簡單

　　4、設(shè)計、生產(chǎn)早，制造技術(shù)成熟

　　5、應(yīng)用范圍廣

　　缺點：

　　1、運動部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修工作量大，維修費用高

　　2、轉(zhuǎn)速受限制

　　3、活塞環(huán)的磨損、氣缸的磨損、皮帶的傳動方式使效率下降很快

　　4、噪音大

　　5、控制系統(tǒng)的落后，不適應(yīng)連鎖控制和無人值守的需要，所以盡管活塞機的價格很低，但是也往往不能夠被用戶接受。

　　四、離心式鼓風(fēng)機

　　在設(shè)計條件下，風(fēng)壓為15kPa~0.2MPa或壓縮比e=1.15~3的風(fēng)機叫鼓風(fēng)機，有兩個或更多葉輪串聯(lián)組成的離心鼓風(fēng)機叫多級離心鼓風(fēng)機，（相鄰葉輪之間必須有導(dǎo)葉連接）。多級離心鼓風(fēng)機廣泛應(yīng)用于各種冶煉高爐及化鐵爐鼓風(fēng)、洗煤跳汰機配套、礦山浮選、污水曝氣、化工造氣等需要輸送空氣的場合,亦可用于輸送其它特殊氣體。

　　性能特點：

　　該系列鼓風(fēng)機具有效率高、噪聲低、運行平穩(wěn)、絕無脈沖、穩(wěn)定區(qū)域廣、輸送的氣體清潔、干燥且無油,易損件少和安裝、操作、維護簡便等特點。

　　五、羅茨鼓風(fēng)機

　　羅茨鼓風(fēng)機系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機。這種壓縮機靠轉(zhuǎn)子軸端的同步齒輪使兩轉(zhuǎn)子保持嚙合。轉(zhuǎn)子上每一凹入的曲面部分與氣缸內(nèi)壁組成工作容積，在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)過程中從吸氣口帶走氣體，當(dāng)移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時，因有較高壓力的氣體回流，這時工作容積中的壓力突然升高，然后將氣體輸送到排氣通道。兩轉(zhuǎn)子互不接觸，它們之間靠嚴(yán)密控制的間隙實現(xiàn)密封，故排出的氣體不受潤滑油污染。下側(cè)兩“鞋底尖”分開時，形成低壓，將氣體吸入；上側(cè)兩“鞋底尖”合攏時，形成高壓，將氣體排出。

　　性能特點：

　　其最大的特點是使用時當(dāng)壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時流量之變動甚微，壓力選擇范圍很寬，具有強制輸氣的特點。輸送時介質(zhì)不含油。結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、使用壽命長、整機振動小。羅茨鼓風(fēng)機輸送介質(zhì)為清潔空氣，清潔煤氣，二氧化硫及其他惰性氣體，特殊氣體行業(yè)（煤氣、天然氣、沼氣、二氧化碳、二氧化硫等）及高壓工況的首選產(chǎn)品。鑒于具有上述特點，因而能廣泛適應(yīng)冶金、化工、化肥、石化、儀器、建材行業(yè)。

　　與離心風(fēng)機的區(qū)別比較大：

　?、惫ぷ髟聿煌?，離心風(fēng)機用的是曲線風(fēng)葉，靠離心力將氣體甩到機殼處，而羅茨風(fēng)機用的是兩個8字形的風(fēng)葉，它們間的間隙很小，靠兩個葉片的擠壓，將氣體擠至出氣口。

　　⒉由于工作原理不同，一般它們的工作壓力不同，羅茨風(fēng)機的出氣壓力比較高，而離心風(fēng)機比較小。

　?、筹L(fēng)量不同，一般羅茨風(fēng)機用在風(fēng)量要求不大但壓力要求較高的地方，而離心風(fēng)機用在壓力要求低，風(fēng)量要求大的地方。

　?、粗圃炀炔灰粯樱_茨風(fēng)機要求的精度很高，對裝配要求也很嚴(yán)，而離心風(fēng)機比較松。

　　六、離心式通風(fēng)機

　　其原理與離心泵相同。葉輪上葉片的數(shù)目比離心泵的稍多，葉片比較短。中低壓風(fēng)機的葉片常向前彎，高壓風(fēng)機的葉片為后彎葉片。

　　性能特點：

　　優(yōu)點：

　　1、通風(fēng)換氣效果好，非常適合用在管道抽風(fēng)或者送風(fēng)；

　　2、適用性強、無腐蝕、易燃易爆氣體場所均可使用。

　　3、噪聲低，離心式通風(fēng)機根據(jù)空氣流力學(xué)采用合理葉輪角度設(shè)計，運行時，無任何機械摩擦，合理葉片形線使噪聲降為最低；離心式通風(fēng)機產(chǎn)生的噪音是高頻噪音，只要有障礙物，即可隔音。

　　4、運行平穩(wěn)，優(yōu)化設(shè)計的葉輪使軸向力減小到最低程度，且有高效的葉輪，并經(jīng)靜動平衡校正，使整機運行平穩(wěn)，在不加任何減振裝置的情況下，軸承振幅比較小。

　　5、維護方便，部分機型可配置清理門，勿須拆機維護清潔，省時省力。

　　缺點：

　　1、體積較為龐大，其進風(fēng)與送風(fēng)之方向垂直，在配置上，系統(tǒng)風(fēng)管需要較妥當(dāng)?shù)呐浜稀?/p>

　　2、無法逆向送風(fēng)。

　　3、價格較貴。

　　七、軸流式通風(fēng)機

　　送風(fēng)方向與軸向相同?？咳~片的軸向傾斜，將軸向空氣向前推進。

　　性能特點：

　　優(yōu)點：

　　1、軸流式通風(fēng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)速高。

　　2、可直接與電動機相連，風(fēng)量調(diào)節(jié)較為方便、可以逆向送風(fēng)。

　　3、價格便宜。

　　4、適用于低壓、錦工量的情況。

　　5、由于風(fēng)吹送的方向與軸平行，故可容易與管路相連接，成為管路統(tǒng)之套件。

　　缺點：

　　1、其缺點是噪音大、構(gòu)造復(fù)雜、檢修困難、并聯(lián)工作穩(wěn)定性差。它一般運用于風(fēng)壓變化較大，風(fēng)量變化較小的礦井。

　　2、效率特性曲線陡直，略超出設(shè)計點之運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生激變的現(xiàn)象，效率迅速降低。

　　3、對塵埃及表面腐蝕的現(xiàn)象較為敏感，造成效率降低的現(xiàn)象。

　　八、葉氏鼓風(fēng)機

　　葉氏鼓風(fēng)機是另一種回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機。它是由長圓筒形機殼、阻風(fēng)翼、鼓風(fēng)翼以及兩根平行的軸所組成。圖1為葉氏鼓風(fēng)機的兩個轉(zhuǎn)子，它們的結(jié)構(gòu)互不相同。兩根平行軸的兩端裝有式樣完全相同的兩個活動齒輪，其中一個軸與電動機相聯(lián)，叫主動軸，另一根叫從動軸。鼓風(fēng)翼裝在主動軸上，阻風(fēng)翼裝在從動軸上。

風(fēng)機結(jié)構(gòu)組成：空調(diào)風(fēng)機結(jié)構(gòu)組成是什么？空調(diào)風(fēng)機詳解

　　空調(diào)風(fēng)機的結(jié)構(gòu)是很緊湊的，另外，它也可以改變自己的轉(zhuǎn)速、安裝相當(dāng)?shù)姆奖?，比較低的噪聲，體積也是屬于比較小的，風(fēng)量很大大，壓力會很高，振動比較小，是空調(diào)、凈化等行業(yè)相當(dāng)理想的配套產(chǎn)品。本篇百科主要是圍繞空調(diào)風(fēng)機結(jié)構(gòu)組成、空調(diào)風(fēng)機種類、空調(diào)風(fēng)機清潔保養(yǎng)等多方面來介紹空調(diào)風(fēng)機的。

　　空調(diào)風(fēng)機結(jié)構(gòu)組成

　　空調(diào)風(fēng)機的組成主要有機殼、葉輪、進風(fēng)口和外轉(zhuǎn)子電機等多零件

　　1、機殼：它整體注意是采用鍍鋅的鋼板或優(yōu)質(zhì)的冷軋板來咬住口制作，不僅它的外形線條流暢好看，而且它也具有良好的耐熱性、耐潮性，并且經(jīng)久耐用，在較長的時間里都是不用換的。

　　2、葉輪：前向會有比較多的翼圓弧型葉片與前盤、中盤鉚接成型，在經(jīng)過嚴(yán)格的動、靜平衡校正之后，是就要確保它的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的、并且它的效率更加高、噪聲也是比較低的。

　　3、進風(fēng)口：如果它是經(jīng)過模具的加工情況下，它會與軸向平行的截面會呈流線型，這樣會使氣體更加的流暢、阻力也會減小一部分，這樣會更加有利于它的工作。

　　4、外轉(zhuǎn)子電機：將電機的兩軸兩端固定在進風(fēng)口上的一定的位置，并且要注意葉輪與電機的旋轉(zhuǎn)外殼直聯(lián)，這樣不僅會減少傳動的部分損失，而且也會提高了風(fēng)機得部分的效率。

　　空調(diào)風(fēng)機種類

　　空調(diào)風(fēng)機主要分為離心式、橫流式和軸流式空調(diào)風(fēng)機三種。

　　1、離心式：折轉(zhuǎn)90°后，進入葉片之后就會構(gòu)成一個固定的流道，在葉片作用下它就會可以獲得動能和壓能。從葉道甩出的氣流進入蝸殼，經(jīng)集中、導(dǎo)流后，從出風(fēng)口排出一部分。

　　2、橫流式：又被大家稱為貫流風(fēng)機，氣流主要是從葉輪敞開處徑直地進入道葉柵，經(jīng)過葉輪的內(nèi)部，再從另一面葉柵處排入蝸殼，形成工作氣流。

　　3、軸流式：空調(diào)風(fēng)機中的氣流會在葉輪內(nèi)是沿軸向流動的。

　　空調(diào)風(fēng)機清潔保養(yǎng)

　　第一、要注意要定期清洗風(fēng)機的盤管。風(fēng)機盤管使用比較長的一段時間后，它的翅片和葉輪上就會積有相當(dāng)部分的塵土與一些病菌，當(dāng)塵土達到一定厚度時，翅片的散熱效果就會受到嚴(yán)重的影響，這樣就會導(dǎo)致房間里面的溫度達不到相對應(yīng)的要求，另外在風(fēng)機盤管如果在比較長的時間里不洗，就會容易滋生各種不同的有害的病菌，引起人體呼吸道上的疾病，影響人的身體健康。在夏季初次啟用盤管風(fēng)機機組時，要注意控制好冷水溫度，要讓它慢慢地降至設(shè)計水溫，要注意避免由于驟然通入溫度較低的冷水，導(dǎo)致機殼和進、出水口出現(xiàn)結(jié)露滴水現(xiàn)象。

　　第二、要記得在一定時間里清潔空氣過濾器，相同的周期里由機組的環(huán)境、每天的工作時間及使用條件決定，一般機組在連續(xù)工作的時間里，就要每半月清洗一次空氣過濾器，一年更換一次也是可以的。

　　第三、機組風(fēng)機的扇葉在長期運轉(zhuǎn)中會粘附很多比較臟的灰塵，這會嚴(yán)重影響到風(fēng)機的工作效率。所以，當(dāng)風(fēng)機扇葉上出現(xiàn)明顯的灰塵時，就要學(xué)會及時用壓縮空氣以清除，這樣的使用會更加好。

　　第四、清理機組滴水盤，?一般應(yīng)在每年夏季使用前清洗一次，機組連續(xù)制冷運行3個月后再清洗一次也是可以的，這樣的清潔方式也是比較合理的。

　　第五、?由于機組制冷、制熱兩者之間的相互倒換，管道中就會進入空氣然后就會產(chǎn)生一些銹渣，這些銹渣就會慢慢地積存在管道中。在開始送水后就會將其沖刷下來，帶至盤管入口和閥門處，造成堵塞。所以，在使用機組前，一定要懂得利用旁路管道沖刷供、回水管道，將銹渣帶入回水箱，然后再設(shè)法清除。

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風(fēng)機結(jié)構(gòu)組成：風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)知識 風(fēng)機組成結(jié)構(gòu)

　　葉輪

　　風(fēng)電場的風(fēng)力機通常有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用，但這是有代價的。對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，輪轂可以簡單些，然而2葉片、1葉片葉輪的輪轂通常比較復(fù)雜，因為葉片掃過風(fēng)時，速度是變的，為了限制力的波動，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。葉片的擺動運動，在每周旋轉(zhuǎn)中會明顯的減少由于陣風(fēng)和剪切在葉片上產(chǎn)生的載荷。

　　葉片是用加強玻璃塑料（GRP）、木頭和木板、碳纖維強化塑料（CFRP）、鋼和鋁構(gòu)成的。對于小型的風(fēng)力發(fā)電機，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。對于大型風(fēng)機，葉片特性通常較難滿足，所以對材料的選擇更為重要。

　　世界上大多數(shù)大型風(fēng)力機的葉片是由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，并且如果人們對重量不太關(guān)心的話，比如對于長度小于２０米的葉片，設(shè)計也不很復(fù)雜。不過有很多很先進的利用GRP的方法，可以減小重量，增加強度，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)力機的偏航系統(tǒng)也稱為對風(fēng)裝置，其作用在于當(dāng)風(fēng)速矢量的方向變化時，能夠快速平穩(wěn)地對準(zhǔn)風(fēng)向，以便風(fēng)輪獲得最大的風(fēng)能。

　　小微型風(fēng)力機常用尾舵對風(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)機可用舵輪作為對風(fēng)裝置，其工作原理大致如下：當(dāng)風(fēng)向變化時，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系統(tǒng)使風(fēng)輪偏轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)輪重新對準(zhǔn)風(fēng)向后，舵輪停止轉(zhuǎn)動，對風(fēng)過程結(jié)束。

　　大中型風(fēng)力機一般采用電動的偏航系統(tǒng)來調(diào)整風(fēng)輪并使其對準(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，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)向的變化用電信號傳遞到偏航電機的控制回路的處理器里，經(jīng)過比較后處理器給偏航電機發(fā)出順時針或逆時針的偏航命令，為了減少偏航時的陀螺力矩，電機轉(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，帶動風(fēng)輪偏航對風(fēng)，當(dāng)對風(fēng)完成后，風(fēng)向標(biāo)失去電信號，電機停止工作，偏航過程結(jié)束。

　　風(fēng)機的發(fā)電機

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

　　感應(yīng)發(fā)電機與同步發(fā)電機都有一個不旋轉(zhuǎn)的部件被稱為定子，這兩種電機的定子相似，兩種電機的定子都與電網(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)生一個以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的磁場。盡管兩種電機有相似的定子，但它們的轉(zhuǎn)子是完全不同的。同步電機中的轉(zhuǎn)子有一個通直流電的繞組，稱為勵磁繞組，勵磁繞組建立一個恒定的磁場鎖定定子繞組建立的旋轉(zhuǎn)磁場。因此，轉(zhuǎn)子始終能以一個恒定的與定子磁場和電網(wǎng)頻率同步的恒定轉(zhuǎn)速上旋轉(zhuǎn)。在某些設(shè)計中，轉(zhuǎn)子磁場是由永磁機產(chǎn)生的，但這對大型發(fā)電機來說不常用。

　　感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)子就不同例如，它是由一個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)磁場的相對運動而產(chǎn)生。如果轉(zhuǎn)子速度完全等于定子轉(zhuǎn)速磁場的速度（與同步發(fā)電機一樣），這樣就沒有相對運動，也就沒有轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流。因此，感應(yīng)發(fā)電機總的轉(zhuǎn)速總是比定子旋轉(zhuǎn)磁場速度稍高，其速度差叫滑差，在正常運行期間。它大概為1%。

　　同步發(fā)電機和異步發(fā)電機

　　將機械能轉(zhuǎn)化為電能裝置的發(fā)電機常用同步勵磁發(fā)電機、永磁發(fā)電機和異步發(fā)電機。同步發(fā)電機應(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，在風(fēng)力發(fā)電中同步發(fā)電機即可以獨立供電又可以并網(wǎng)發(fā)電。然而同步發(fā)電機在并網(wǎng)時必須要有同期檢測裝置來比較發(fā)電機側(cè)和系統(tǒng)側(cè)的頻率、電壓、相位，對風(fēng)力發(fā)電機進行調(diào)整，使發(fā)電機發(fā)出電能的頻率與系統(tǒng)一致；操作自動電壓調(diào)壓器將發(fā)電機電壓調(diào)整到與系統(tǒng)電壓相一致；同時，微調(diào)風(fēng)力機的轉(zhuǎn)速從周期檢測盤上監(jiān)視，使發(fā)電機的電壓與系統(tǒng)的電壓相位相吻合，就在頻率、電壓、相位同時一臻的瞬間，合上斷路器將風(fēng)力發(fā)電機并入系統(tǒng)。同期裝置可采用手動同期并網(wǎng)和自同期并網(wǎng)。但總體來說，由于同步發(fā)電機造價比較高，同時并網(wǎng)麻煩，故在并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機中很少采用。

　　控制監(jiān)測系統(tǒng)

　　風(fēng)力機的運行及保護需要一個全自動控制系統(tǒng)，它必須能控制自動啟動，葉片槳距的機械調(diào)節(jié)裝置（在變槳距風(fēng)力機上）及在正常和非正常情況下停機。除了控制功能，系統(tǒng)也能用于監(jiān)測以提供運行狀態(tài)、風(fēng)速、風(fēng)向等信息。該系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)，除了小的風(fēng)力機，控制及監(jiān)測還可以遠(yuǎn)程進行?？刂葡到y(tǒng)具有及格主要功能：

　　1、順序控制啟動、停機以及報警和運行信號的監(jiān)測

　　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)快速閉環(huán)控制

　　4、與風(fēng)電場控制器或遠(yuǎn)程計算機的通訊

　　風(fēng)機傳動系統(tǒng)

　　葉輪葉片產(chǎn)生的機械能有機艙里的傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機，它包括一個齒輪箱、離合器和一個能使風(fēng)力機在停止運行時的緊急情況下復(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)動大多數(shù)發(fā)電機所需的轉(zhuǎn)速。齒輪箱可以是一個簡單的平行軸齒輪箱，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。傳動系統(tǒng)要按輸出功率和最大動態(tài)扭矩載荷來設(shè)計。由于葉輪功率輸出有波動，一些設(shè)計者試圖通過增加機械適應(yīng)性和緩沖驅(qū)動來控制動態(tài)載荷，這對大型的風(fēng)力發(fā)電機來說是非常重要的，因其動態(tài)載荷很大，而且感應(yīng)發(fā)電機的緩沖余地比小型風(fēng)力機的小。

　　異步發(fā)電機

　　永磁發(fā)電機是一種將普通同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子改變成永磁結(jié)構(gòu)的發(fā)電機，常用的永磁材料有鐵氧體（BaFeO）、釤鈷5(SmCo)等，永磁發(fā)電機一般用于小型風(fēng)力發(fā)電機組中。

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

　　電網(wǎng)電源勵磁發(fā)電：是將異步電機接到電網(wǎng)上，電機內(nèi)的定子繞組產(chǎn)生以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)磁場，再用原動機拖動，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，而機械力矩的方向則與轉(zhuǎn)速方向相同，這時就將原動機的機械能轉(zhuǎn)化為電能。在這種情況下，異步電機發(fā)出的有功功率向電網(wǎng)輸送；同時又消耗電網(wǎng)的無功功率作勵磁作用，并供應(yīng)定子和轉(zhuǎn)子漏磁所消耗的無功功率，因此異步發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電時，一般要求加無功補償裝置，通常用并列電容器補償?shù)姆绞健?/p>

　?。?、并聯(lián)電容器自勵發(fā)電：并聯(lián)電容器的連接方式分為星形和三角形兩種。勵磁電容的接入在發(fā)電機利用本身的剩磁發(fā)電的過程中，發(fā)電機周期性地向電容器充電；同時，電容器也周期性地通過異步電機的定子繞組放電。這種電容器與繞組組成的交替進行充放電的過程，不斷地起到勵磁的作用，從而使發(fā)電機正常發(fā)電。勵磁電容分為主勵磁電容和輔助勵磁電容，主勵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)電機的起動、并網(wǎng)很方便且便于自動控制、價格低、運行可靠、維修便利、運行效率也較高、因此在風(fēng)力發(fā)電方面并網(wǎng)機組基本上都是采用異步發(fā)電機，而

　　同步發(fā)電機則常用于獨立運行方面。

　　偏航系統(tǒng)的設(shè)計

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

　　值得注意的是，大多數(shù)風(fēng)機的發(fā)電機輸出功率的同軸電纜在風(fēng)力機偏航時一同旋轉(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，能夠自動找正風(fēng)向。在總體布置時應(yīng)考慮塔架前面的重量略重一些，這樣在風(fēng)機運行時平衡就會好一些。

　　電機的切換

　　根據(jù)風(fēng)速決定是選擇小發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電，還是選擇大發(fā)電機空轉(zhuǎn)，若風(fēng)速低于8米/秒，則小發(fā)電機并網(wǎng)運行且風(fēng)機運行狀態(tài)切換到“投入G2”。如果風(fēng)速高于8米/秒，則選擇“空轉(zhuǎn)G1”運行狀態(tài)。

　　投入G2：

　　小發(fā)電機接觸器閉合，發(fā)電機并網(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)機切換到“運行G2”狀態(tài)。

　　風(fēng)電投入小發(fā)電機發(fā)電，如果平均輸出功率在某一單位時間內(nèi)太低，這是小發(fā)電機斷開且風(fēng)機切換到“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)電機切除，風(fēng)機運行狀態(tài)切換到“G1空轉(zhuǎn)”。

　　G1空轉(zhuǎn)：

　　風(fēng)機等待風(fēng)速達到投入大電機的風(fēng)速，一旦達到這個風(fēng)速則風(fēng)機就切換到“投入G1”狀態(tài)。

　　投入G1：

　　大發(fā)電機的接觸接通。發(fā)電機的并網(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)機切換到“運行G1”狀態(tài)。

　　運行G1

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

　　切換G1-G2

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

　　等待再投入

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

　　風(fēng)機工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變

　　風(fēng)機工作狀態(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)點是確保機組的安全運行。如果風(fēng)力發(fā)電機組的工作狀態(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)的每個故障是否被檢測。當(dāng)系統(tǒng)在狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程中檢測到故障，則自動進入停機狀態(tài)。

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

　　下面我們進一步說明當(dāng)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，系統(tǒng)是如何動作的。

　　1．工作狀態(tài)層次上升

　　緊?！C

　　如果停機狀態(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)松開機械剎車。

　　停機→暫停

　　如果暫停的條件滿足，則，

　　1)起動偏航系統(tǒng)；

　　2)對變槳距風(fēng)力發(fā)電機組，接通變槳距系統(tǒng)壓力閥。

　　暫?！\行

　　如果運行的條件滿足，則：

　　1)核對風(fēng)力發(fā)電機組是否處于上風(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)所測轉(zhuǎn)速，發(fā)電機是否可以切人電網(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。緊急停機也包含了3種情況，即：停止→緊停；暫?！o停；運行→緊停。其主要控制指令為：

　　1)打開緊停電路；

　　2)置所有輸出信號于無效；

　　3)機械剎車作用；

　　4)邏輯電路復(fù)位。

　　(2)停機。停機操作包含了兩種情況，即：暫?！C；運行→停機。

　　暫?！C

　　1)停止自動調(diào)向；

　　2)打開氣動剎車或變槳距機構(gòu)回油閥(使失壓)。

　　運行→停機

　　1)變槳距系統(tǒng)停止自動調(diào)節(jié)；

　　2)打開氣動剎車或變槳距機構(gòu)回油閥(使失壓)；

　　3)發(fā)電機脫網(wǎng)。

　　(3)暫停。

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

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

　　(三)故障處理

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

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

　　1)故障名稱；

　　2)故障被檢測的描述；

　　3)當(dāng)故障存在或沒有恢復(fù)時工作狀態(tài)層次；

　　4)故障復(fù)位情況(能自動或手動復(fù)位，在機上或遠(yuǎn)程控制復(fù)位)。

　　(1)故障檢測?？刂葡到y(tǒng)設(shè)在頂部和地面的處理器都能夠掃描傳感器信號以檢測故障，故障由故障處理器分類，每次只能有一個故障通過，只有能夠引起機組從較高工作狀態(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在運行記錄表和報警表中。

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

　　1)降為暫停狀態(tài)；

　　2)降為停機狀態(tài)；

　　3)降為緊急停機狀態(tài)。

　　4)故障處理后的重新起動。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風(fēng)力發(fā)電機組，他可以復(fù)位故障。有些故障是致命的，不允許自動復(fù)位或遠(yuǎn)程控制復(fù)位，必須有工作人員到機組工作現(xiàn)場檢查，這些故障必須在風(fēng)力發(fā)電機組內(nèi)的控制面板上得到復(fù)位。故障狀態(tài)被自動復(fù)位后10min將自動重新起動。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。

　　如果控制器出錯可通過自檢(WATCHDOG)重新起動。

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