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风力发电机的分类总结

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风力发电机的分类总结

一、首先,风力发电机分类有许多种。

国内外风力机的结构形式繁多,从不同的角度有多种分类方法:

①(按风轮轴与地面的相对位置,分为水平轴式风力机和垂直轴(立轴)式风力机。

②按叶片工作原理,分为升力型风力机和阻力型风力机。

③按风力机的用途分类,有风力发电机、风力提水机、风力铡草机、风力脱谷机等。

④按风轮叶片的叶尖线速度与吹来的风速之比的大小来分,有高速风力机(比值大于3)和低速风力机(比值小于3);也有把该比值2~5者称为中速风力机。

⑤按风机容量大小分类:国际上通常将风力机组分为小型(100KW以下)、中型(100~1000KW)和大型(1000KW以上)3种;

我国则分成微型(1KW以下)、小型(1~10KW)、中型(10~100KW)和大型(100KW以上)4种;也有的将1000KW以上的风机称为巨型风力机。

⑥按风轮的叶片数量,分单叶片、双叶片、三叶片、四叶片及多叶片式风力机。

二、又因为叶片工作原理不同,水平轴和垂直轴风力发电机又可细分为:升力型水平轴风力发电机,阻力型水平轴风力发电机;升力型垂直轴风力发电机,阻力型垂直轴风力发电机。

以下就是各种风力发电机的种类和特征概述:

1、风力机的种类及特征:垂直轴风力机

(1)桨叶式风力机桨叶式风力机是一种阻力型风力机,因它的叶片形状而得名。这种风力机的关键集中在如何减少逆风方向叶片的阻力,对此有许多设计方案。使用遮风板的,也有改变迎风角的,不过桨叶式风力机的效率很低,除了在日本局部地区曾经使用过外,实际上几乎没有制造和使用的实例。一般来说,这种风力机归类为垂直轴型,但是也有把它设计成水平轴的。

(2)萨式风力机萨式风力机是__年代发明的垂直轴风力机,它以发明者萨的名字命名(我国有时称它为S型风力机)。这种风力机通常由两枚半圆筒形的叶片所构成,也有用三一四枚的。这种风力机往往上下重叠多层。效率最大不超过10%,能产生很大的扭矩。在发展中国家有人用它来提水、发电等。是一种传统的阻力型风力发电机。

(3)达里厄型风力机达里厄风力机是一种新开发的垂直轴式风力机,以法国发明者达里厄的名字命

名,下图为普通的Φ形达里厄风力机和特殊的Δ形达里厄风力机。其叶片多为2—3枚。该风力机回转时与风向无关,是升力型的。它装置简单,成本也比较便宜,但起动性能差,因此也有人把这种风力机和一部萨风力机组合在一起使用。

(4)旋转涡轮式风力机垂直轴升力型旋转涡轮式风力机,这种风力杉L垂直安装3—4枚对称翼形的叶片。它有使叶片自动保持最佳攻角的机构。因此结构复杂价格也较高,但它能改变桨距、起动性能好、能保持一定的转速,效率极高。这种风机也有把同样的叶片固定安装的形式。

(5)弗来纳式风力机在气流中回转的圆筒或球,可以使该物体的周围的压力发生变化而产生升力。这种现象叫马效应,利用这个效应的发电装置叫弗来纳式风力发电装置。在大的圆形轨道上移动的小车上装上回转的圆筒,由风力驱动小车,用装在小车轴上的发电机发电。这种装置,是19__年由美国的J发明的,并实际制造了重15吨、高27米的巨大模型进行了实验。这个实验的详细情况不清,但时间很短便中止了。现在弗来纳式风力机装置又受到重视,美国的笛顿大学在重新进行开发和试验。

(6)费特肖奈达式风力机这种风力机是由公司的工程师肖奈达发明的,费特肖奈达螺旋桨垂直地安装在船底下部作为船的推进器。推进器圆周的叶片,在刁;同的位置上能够改变方向,因随着叶片的角度和回转速度不同,其升力的大小和方向也不同,所以可以不用舵。把这种费特,肖奈达叶片上下相对可制成风力机(如下图),其工作原理和旋转涡轮式风力机相类似。

2、风力机的种类及特征:水平轴风力机

(1)螺旋桨式风力机

作为风力发电使用最多的是螺旋桨式风力机.常见的是双叶片和三叶片风力机,但也有一片或四片以上的风力机.这种风力机的翼形与飞机翼形相类似,为了提高起动性能,尽量减少空气动力损失,多采用叶根强度高、叶尖强度低带有螺旋角的结构.螺旋桨式风力机,至少也要达到额定风速,才能输出额定功率,为了使风向正对风轮卧回转平面,需要进行方向控制.

(2)荷兰式风力机

欧洲(特别是荷兰和比利时)使用的荷兰式风力机.现有900台左右,一部分作为游览用在运行,大型的有直径超过20米的机组.

(3)多翼式风力机

多翼式风力机在美国的中、西XX的牧场大部分用来提水.19世纪来有数百万台.多翼式风力机装有20枚左右的叶片,是典型的低转速大扭矩风力机,目前不仅在美国使用,在墨西XX、澳大利亚、阿根廷、南XX等地也有相当的数量在使用,也是多翼式的风力机,它是美国风力涡轮公司最近研究的自行车车轮式风力机,48枚中空的叶片做放射状配置,性能比过去的多翼式风力机大有提高.用来发电的发电机用皮带或齿圈传动.

(4)帆翼式风力机

布制帆翼式风力机在地中XX沿岸及岛屿有很长的历史,大型的有直径10米、20枚叶片的,但大多数为直径4米、6—8枚叶片.绝大部分用来提水,一小部分用来磨面.下图是美国普林斯顿大学研究的新风

力机叶片.这种叶片看起来象是木质的整体,但实际上前缘用金属管,后缘使用的是纲索,叶片的主体部分用帆布制成.因此,它的重量很轻,性能与刚体螺旋桨没有什么两样,而且通过加在叶尖上的配重也可以控制桨距进行调速.

(5)涡轮式风力机

轮式风力发电机和燃气涡轮、蒸汽涡轮一样由静叶片(定子)和动叶片(转子)构成,这种风力机尤其适用于强风地区.下图是日本大学粟野教授研制并在南XX使用的涡轮式风力发电装置,它可耐南XX40-50米/秒的大风雪,制造得极其坚固并采用轴流涡轮方式以取得高效率.

(6)多风轮式风力机

这是美国的W提出的一种设想,他把许多风轮安装在一个塔架上,整个机组在海上漂浮,使用由许多风轮组成的发电设备.这种设备,因为设置在海上,所以把发出的电力用于电解海水,贮存氢气和氧气.不过这种风力机目前还处于设想阶段.

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