风力发电机工作原理

2.2.1风力发电机基础知识风能是清洁的能源，我国风力资源非常丰富，风力发电是风能的主要利用形式，上节课我们已经学习了风的形成与风资源的相关知识。那么：风力发电机是如何利用风能的？风力机的叶片为什么要做成飞机机翼的形状？叶片在哪个位置时受力最大？

风就是流动的空气，一块薄平板放在流动的空气中会受到气流对它的作用力，我们把这个力分解为阻力与升力。飞机、风筝能够升到空中就是依靠升力，升力型风力机就是靠叶片受到的升力工作的。2.2.1风力发电机基础知识

翼型本是来自航空动力学的名词，是机翼剖面的形状，翼型均为流线型，风力机的叶片都是采用机翼或类似机翼的翼型，如图是翼型的几何参数图。2.2.1风力发电机基础知识

民航飞机机翼的截面是常用的翼型，能产生较大的升力，且对气流的阻力很小，常用的飞机翼型上表面弯曲，下表面平直，是有弯度翼型（不对称翼型），即使叶片弦线与气流方向平行也会有升力产生。2.2.1风力发电机基础知识

如果将翼片迎角变大，当超过某个临界角度时，翼片上表面气流会发生分离，不再附着翼型表面流过，翼型上方会产生涡流，导致阻力急剧上升而升力下降，这种情况称为失速。2.2.1风力发电机基础知识

风力发电机工作原理

2.2.2风力发电机的原理与组成“大风车呀直溜溜的转，这里的风景呀真好看…”一首耳熟能详的《大风车》勾起了我们童年最美好的回忆.那么：大风车为什么遇到风就会转起来呢？风力机和大风车转动的原理是否相同呢？风力机由哪些部分组成？

水平轴风力机的风轮旋转轴是水平方向的，和地面与风向基本平行。如图是一个玩具风车，在风车杆上固定有轴座，轴座前方有轮毂，两者通过风车轴相连，轮毂可绕风车轴自由旋转。2.2.2风力发电机的原理与组成1.水平轴风力机的工作原理

左图是风车还未转动时的气流状态，中图是风车以中等速度转动时的气流状态，右图是风车高速度转动时的气流状态。2.2.2风力发电机的原理与组成1.水平轴风力机的工作原理

现代的风力机大多数是水平轴风力机，水平轴风力机主要由叶片与轮毂、机舱与塔架构成。常见的风力机有三个叶片，除了三叶片的还有双叶片的，甚至单叶片的。2.2.2风力发电机的原理与组成2.水平轴风力机的组成与形式

机机舱是风力发电机核心所在，风轮旋转机械能在这里转换成电能。齿轮箱。由于发电机转速高，而风力机风轮转速低，小型风力机转速每分钟最多几百转，大中型风力机转速约每分钟几十转甚至十几转。2.2.2风力发电机的原理与组成2.水平轴风力机的组成与形成

风力机主轴前端有轮毂联接法兰，尾端联接齿轮箱。轮毂是固定叶片的基座，叶片安装在轮毂上组成风轮，叶片通过轮毂与主轴固定，叶片的变桨机构安装在轮毂上。2.2.2风力发电机的原理与组成2.水平轴风力机的组成与形成

风力机主轴通过主轴轴承安装在机舱的机架上，主轴轴承在机架前端，主轴轴承要承受来自风轮的巨大力量，主要是风轮的重量、推力、各种扭转力矩。2.2.2风力发电机的原理与组成2.水平轴风力机的组成与形成