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【涨知识】为什么风力发电机转得那么慢还能发电？
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ay123321
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。
位于丹麦的V164，高达220米，上面安装有3个巨型叶片，每个叶片长达80米。一天24小时能发电26万度，足够满足数百户家庭1个月的用电量。
关于这个发电量，好多人都有疑问，风机转得这么慢能发电吗，发电量真的有那么多吗？
其实，风机叶片转速慢的原因很简单，这跟自身的重量以及风速有很大关系。
越大型的风机，叶片越长，重量越大，转得越慢。1.5兆瓦风机叶片重约6吨，是0.75兆瓦风机叶片的1.8倍，但每分钟才转18圈，只有0.75兆瓦风机的3/4。
但风速越快，风机转得越快。1.5兆瓦风机在风速达到3米每秒时，就可以通过转动齿轮提高转速，从而带动发电机发电。
那么，风机叶片转速能不能随着风速的增加而无限增大呢？
当风速超过风机限定速度时，风机就要停止工作。因为如果转速过快，离心率大大增强，惯性趋势会打破风机自身的平衡，叶片就容易折断。
因此，每种型号的风机都有最大转速。当风速过快时，就需要后台操作电脑，停止运行风机，减少自身惯性带来的破坏和磨损。这就相当于两辆相同的汽车，一辆速度是30千米每小时，一个200千米每小时，哪个刹车更容易一个道理。所以，扇叶转动慢能更有效保护风机不受伤害。
事实上，风机发电量不取决于叶片旋转的快慢。在叶片恒定转速的情况下，叶片受力增加，功率就会增加。风机的叶片越大，功率越大，相应发电量就越多。
比如，1.5兆瓦风机在满功率发电的情况下，一小时能发1500度电。以一个三口之家在夏季高峰季平均每天用30度电计算，差不多能用50天。
风力发电机结构
机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。
转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。
轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。
齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。
高速轴及其机械闸：高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。
发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输出通常为500至1500千瓦。
偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。
电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热)，该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。
液压系统：用于重置风力发电机的空气动力闸。
冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。
塔：风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。
风速计及风向标：用于测量风速及风向。
尾舵：常见于水平轴上风向的小型风力发电机(一般在10KW及以下)。位于回转体后方，与回转体相连。主要作用一为调节风机转向，使风机正对风向。作用二是在大风风况的情况下使风力机机头偏离风向，以达到降低转速，保护风机的作用。
来源：网络
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