风力发电机转速控制的发展现状.pdf

新产品 新技术 风力发电机转速控制的发展现状 鲁珊珊 郭永 内蒙古农业大学机电工程学院 摘 要 文章根据不同类型的风力发电机，简述了所利用调速机构的基本原理、优缺点及发展 [ ] 趋势。 并介绍了目前风力发电新技术：变转速控制。 关键词 风力发电机 调速机构 变转速控制 [ ] 风能是太阳能的转化形式， 是一种不产生 气动阻力式多用在定桨矩大中型风力发电机 任何污染物、可再生的自然资源。 积极发展风能 上，作为制动系统的辅助机构。 等可再生资源， 对增加能源供应， 缓解环境污 偏向式调速机构是采用使整个风轮水平或 染，促进经济发展，都起到十分重要的作用。 但 是垂直转角的办法， 偏离主风向， 减少迎风面 自然界的风很复杂， 几乎每时每刻都在发生变 积，达到超速保护的目的，如图 所示。 这种调 1 化，风的变化对风能开发利用有直接影响。 所以 速机构结构简单、维护方便、成本低，一般风力 怎样根据风的变化， 控制风力发电机的转速就 机制造厂家都愿意采用这种调速方式。 但偏心 成为风力发电技术发展的关键问题之一。 矩和弹簧力的设计、 计算比较复杂， 要经过多 1 调速机构 次、反复的实验来确定。 而且在经过长时间的使 调速机构用来实现风力发电机在不同风速 用后，弹簧易发生变形，使调速机构不再可靠。 时，风轮转速基本保持不变；在风速过大时，限 所以需要定时更换弹簧。 另外此调速机构在风 制风轮转速和发电机输出功率， 从而保证风力 速风向变化较大时容易造成风轮和尾翼的摆 发电机的安全运行。 目前我国很多厂家生产的 动，从而引起风力机的振动。 小风机并没有自动调速机构， 还是采用手动刹 气动阻力式调速机构是把叶尖设计成可绕 车的方式，即在尾翼上固定一软绳，当风速过大 控制轴转动的活动部件，正常运行时 叶尖与其 , 时，拉动尾翼，使风轮侧向于风向，从而达到停 他部分方向一致，正常做功；在风轮超速时，叶 车的目的。 这种方法在遇到强风时一旦人工处 尖可绕控制轴转 或 ，从而产生空气阻力， 60° 90° 理不及时就会发生事故。 自动调速机构能实现 自动限速，防止此类问题的发生，提高了风力发 电机的安全性和可靠性。 它因风轮形式的不同， 分为定桨矩式调速机构和变桨矩式调速机构。 1.1 定桨矩式调速机构 定桨矩是指叶片固定在轮毂上， 当风速变 化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。 为了避免 强风时风轮超速甚至叶片被吹毁， 常采用的定 桨矩式调速机构有：偏向式、气动阻力式、阻尼 板式、阻力叶片式、空心叶片式等等。 其中，偏向 式是传统上小风机普遍采用的自动调速机构； 图 偏向式 1 农村牧区机械化 2009 年第2 期（总