图 2。1 并网运行的风力发电示意图

1。叶轮；2。机舱；3。塔架；4。基础；5 变压器

(1)叶轮

叶轮是风力发电机组的集风装置，是将风能转化为动能的机构，由桨叶和轮 毂组成。普遍常见的风力发电机叶轮通常有 2 或 3 个叶片，理论上讲，使用一到 两个叶轮时可提高风轮转速减小齿轮增速比，降低叶片费用，但是也会出现叶轮论文网

动态性差，极易产生震动而引起损坏的问题，而且随着转速的变大噪声也会变大， 对风机的寿命造成影响。因此风机多采用 3 个叶片。

叶片在风的作用下，会产生两种作用力：升力和阻力。叶轮的旋转需要在升 力的作用下，因此如何提高升力降低阻力是优良风机设计的关键。设计出的风电 机组把风能转化为机械能的最高效率已达到 40%，当然与理论上的 60%有一定的 差距。随着电机功率的变大，桨叶长度的变长，最长的已达 50m，以及新技术优 化处理后的桨叶，叶轮的捕风能力进一步变强。

考虑到风能的能量密度低、稳定性较差、其风速、风向随机变化的特点，会 导致叶片攻角不断变化，引起风电机的效率和功率的不稳定，并使传动力矩产生 振荡，因此通常采用变桨距和失速调节的两种方式进行功率调节以保证风力发电 机的输出功率不会超过允许值，采用变桨矩调节技术的叶片的安装角可以根据风 速的随机变化而改变，气流的攻角在风速变化时可保持在一个比较合理的范围内， 从而有可能在很大的风速范围内保持较好的空气动力特性，获得较高效率，特别 当风速在大于额定风速条件下，仍可保持输出功率的平稳。失速调节则不改变叶 片攻角，而是在叶尖设置刹车装置。当风力发电机需要停机时，叶尖刹车打开， 风轮在叶尖刹车的作用下转速降低到一定程度时，再由机械刹车使风轮刹住到静 止[3,4,7,8]。

(2)塔架

塔架是风电机的支撑结构。通常有爬梯、法兰、电缆、平台、地面控制 5 部 分组成，常有的采用管式塔架和由角钢和圆钢组成的桁架结构。前者适用于百瓦 级风力发电机，后者适用于地质复杂、交通不畅的场所，且前者费用低安装方便， 研究表明 50m 塔架的要比 30m 塔架捕风能力提高 20%，因此大中型的风力发电 机多采用 50m 以上的塔架，为了获得更多的风能塔架的高度在不断地提高。但是 随着塔架高度的上升，为保证风力机将不会崩溃，当大风来临时，塔必须适合的 刚度和强度。计算的过程应符合 GB/T13981 的原则，安全系数应有 1。5 以上的疲 劳强度。

(3)机舱

图 2。2  管式塔架结构示意图

1。   爬梯 2。法兰 3。电缆 4。平台 5。地面控制设备

发电机最重要的组成部分就是机舱，它由发电机、齿轮箱、控制变频器等部 件组成，由于机舱架设于几十米高的塔架上，机舱内各部件具有简单的结构与良 好的工作环境，以便于后期的维护和保养。其内部各主要部件如下图：

图 2。3  大型风力发电机组机舱内部示意图

1。桨叶 2。轮毂 3。主轴 4。控制变频器 5。齿轮 6。刹车装置 7。发电机

8。冷却系统 9。风速仪 10。风向标 11。偏航系统 将风轮在风力作用下所得到的动能传送给发电机并使其获得转速是齿轮箱的

主要功能。一般来说转速很低的风轮不能够达到发电机发电所需要的转量，所以文献综述

必须通过齿轮箱来增速。因为齿轮箱是叶轮和发电机联系的桥梁，所以风力发电 机对齿轮箱的选择十分的严格，不仅要其体积小、重量轻、噪音小而且要质量好、 寿命长[2]。