風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明

　　風(fēng)速計(jì)及風(fēng)向標(biāo)：用于測量風(fēng)速及風(fēng)向。

　　風(fēng)電機(jī)發(fā)電機(jī)：風(fēng)電機(jī)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)電機(jī)上的發(fā)電機(jī)與你通常看到的，電網(wǎng)上的發(fā)電設(shè)備相比，有點(diǎn)不同。原因是，發(fā)電機(jī)需要在波動(dòng)的機(jī)械能條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　輸出電壓
　　大型風(fēng)電機(jī)（100-150千瓦）通常產(chǎn)生690伏特的三相交流電。然后電流通過風(fēng)電機(jī)旁的變壓器（或在塔內(nèi)），電壓被提高至一萬至三萬伏，這取決于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。
大型制造商可以提供50赫茲風(fēng)電機(jī)類型（用于世界大部分的電網(wǎng)），或60赫茲類型（用于美國電網(wǎng)）。

　　冷卻系統(tǒng)
　　發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要冷卻。在大部分風(fēng)電機(jī)上，發(fā)電機(jī)被放置在管內(nèi)，并使用大型風(fēng)扇來空冷；一部分制造商采用水冷。水冷發(fā)電機(jī)更加小巧，而且電效高，但這種方式需要在機(jī)艙內(nèi)設(shè)置散熱器，來消除液體冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。

　　啟動(dòng)及停止發(fā)電機(jī)
　　如果你通過彈開一個(gè)普通開關(guān)，將大型風(fēng)電機(jī)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)連接或解開，你很可能會(huì)損毀發(fā)電機(jī)、齒輪箱及鄰近電網(wǎng)。

　　發(fā)電機(jī)電網(wǎng)的設(shè)計(jì)
　　風(fēng)電機(jī)可以使用同步或異步發(fā)電機(jī)，并直接或非直接地將發(fā)電機(jī)連接在電網(wǎng)上。直接電網(wǎng)連接指的是將發(fā)電機(jī)直接連接在交流電網(wǎng)上。非直接電網(wǎng)連接指的是，風(fēng)電機(jī)的電流通過一系列電力設(shè)備，經(jīng)調(diào)節(jié)與電網(wǎng)匹配。采用異步發(fā)電機(jī)，這個(gè)調(diào)節(jié)過程自動(dòng)完成。
轉(zhuǎn)子葉片

　　轉(zhuǎn)子葉片輪廓（橫切面）
　　風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)子葉片看起來像航行器的機(jī)翼。實(shí)際上，轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計(jì)師通常將葉片最遠(yuǎn)端的部分的橫切面設(shè)計(jì)得類似于正統(tǒng)飛機(jī)的機(jī)翼。但是葉片內(nèi)端的厚輪廓，通常是專門為風(fēng)電機(jī)設(shè)計(jì)的。為轉(zhuǎn)子葉片選擇輪廓涉及很多折衷的方面，諸如可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)與延時(shí)特性。葉片的輪廓設(shè)計(jì)，即使在表面有污垢時(shí)，葉片也可以運(yùn)轉(zhuǎn)良好。

　　轉(zhuǎn)子葉片的材質(zhì)
　　大型風(fēng)電機(jī)上的大部分轉(zhuǎn)子葉片用玻璃纖維強(qiáng)化塑料（GRP）制造。采用碳纖維或芳族聚酰胺作為強(qiáng)化材料是另外一種選擇，但這種葉片對(duì)大型風(fēng)電機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的。木材、環(huán)氧木材、或環(huán)氧木纖維合成物目前還沒有在轉(zhuǎn)子葉片市場出現(xiàn)，盡管目前在這一領(lǐng)域已經(jīng)有了發(fā)展。鋼及鋁合金分別存在重量及金屬疲勞等問題，他們目前只用在小型風(fēng)電機(jī)上。

　　風(fēng)電機(jī)齒輪箱

　　為什么要使用齒輪箱？
　　風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的能量，通過主軸、齒輪箱及高速軸傳送到發(fā)電機(jī)。
　　為什么要使用齒輪箱？為什么我們不能通過主軸直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)？
　　如果我們使用普通發(fā)電機(jī)，并使用兩個(gè)、四個(gè)或六個(gè)電極直接連接在50赫茲交流三相電網(wǎng)上，我們將不得不使用轉(zhuǎn)速為1000至3000轉(zhuǎn)每分鐘的風(fēng)電機(jī)。對(duì)于43米轉(zhuǎn)子直徑的風(fēng)電機(jī)，這意味著轉(zhuǎn)子末端的速度比聲速的兩倍還要高。另外一種可能性是建造一個(gè)帶許多電極的交流發(fā)電機(jī)。但如果你要將發(fā)電機(jī)直接連在電網(wǎng)上，你需要使用200個(gè)電極的發(fā)電機(jī)，來獲得30轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速。另外一個(gè)問題是，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量需要與轉(zhuǎn)矩大小成比例。因此直接驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)會(huì)非常重。

　　更低的轉(zhuǎn)矩，更高的速度

　　使用齒輪箱，你可以將風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的較低轉(zhuǎn)速、較高轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)換為用于發(fā)電機(jī)上的較高轉(zhuǎn)速、較低轉(zhuǎn)矩。風(fēng)電機(jī)上的齒輪箱，通常在轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間具有單一的齒輪比。對(duì)于600千瓦或750千瓦機(jī)器，齒輪比大約為1比50。

　　下圖顯示了用于風(fēng)電機(jī)的1.5兆瓦的齒輪箱。這個(gè)齒輪箱有些不同尋常，因?yàn)樵诟咚冱c(diǎn)的兩個(gè)發(fā)電機(jī)上安裝有法蘭。右側(cè)安裝在發(fā)電機(jī)下的橙黃色配件，是液壓驅(qū)動(dòng)的緊急盤狀剎車。在背景處你可以看到用于1.5MW風(fēng)電機(jī)的機(jī)艙的下半部分

　　風(fēng)電機(jī)偏航裝置