現(xiàn)代風機的結構與技術特點。
　　圖一所示的風力發(fā)電機發(fā)出的電時有時無，電壓和頻率不穩(wěn)定，是沒有實際應用價值的。一陣狂風吹來，風輪越轉越快，系統(tǒng)就會被吹跨。為了解決這些問題，現(xiàn)代風機增加了齒輪箱、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，現(xiàn)代風機的示意如圖二、三、四所示。

（圖二）

（圖三）

（圖四）

    風力發(fā)電機組的分類和主要構成
    一）、風力發(fā)電機組的構成
    風力發(fā)電機組的主要組成部分：
    —葉輪：將風能轉變?yōu)闄C械能。
    —傳動系統(tǒng)：將葉輪的轉速提升到發(fā)電機的額定轉速
    —發(fā)電機：將葉輪獲得的機械能再轉變?yōu)殡娔堋?br />     —偏航系統(tǒng)：使葉輪可靠地迎風轉動并解纜。
    —其它部件：如塔架、機艙等
    —控制系統(tǒng)：使風力機在各種自然條件與工況下正常運行的保障機制，包括調速、調向和安全控制。
    1、葉輪由葉片和輪轂組成，是機組中最重要的部件：決定其性能和成本，目前多數(shù)是上風式，三葉片；也有下風式，兩葉片。葉片與輪轂的連接有固定式（定槳距），及可動式（變槳距）。葉片多由復合材料（玻璃鋼）構成。
    2、傳動系統(tǒng)由風力發(fā)電機中的旋轉部件組成。主要包括低速軸，齒輪箱和高速軸，以及支撐軸承、聯(lián)軸器和機械剎車。齒輪箱有兩種：平行軸式和行星式。大型機組中多用行星式（具有重量和尺寸優(yōu)勢）。有些機組無齒輪箱，即直驅式。傳動系的設計按傳統(tǒng)的機械工程方法，主要考慮特殊的受載荷情況。
    齒輪箱可以將很低的風輪轉速（17 - 48轉/分）變?yōu)楹芨叩陌l(fā)電機轉速（通常為1500轉/分）。同時也使得發(fā)電機易于控制，實現(xiàn)穩(wěn)定的頻率和電壓輸出。
    由于機組安裝在高山、荒野、海灘、海島等風口處，受無規(guī)律的變向變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊，常年經(jīng)受酷暑嚴寒和極端溫差的影響，齒輪箱安裝在塔頂?shù)莫M小空間內，一旦出現(xiàn)故障，修復非常困難，故對其可靠性和使用壽命都提出了比一般機械高得多的要求。例如對構件材料的要求，除了常規(guī)狀態(tài)下機械性能外，還應該具有低溫狀態(tài)下抗冷脆性等特性；應保證齒輪箱平穩(wěn)工作，防止振動和沖擊；保證充分的潤滑條件。
    3、機艙與偏航機構
包括機艙蓋，底板和偏航系統(tǒng)。機艙蓋起防護作用，底板支撐著傳動系部件。偏航機構是驅動機艙在回轉軸承上相對塔架轉動的裝置，也稱為對風裝置，其作用是能夠快速平穩(wěn)地對準風向，以便風輪獲得最大的風能，偏航系統(tǒng)的主要部件是一個連接底板和塔架的大齒輪。上風式機組采用主動偏航，由偏航電機或液壓馬達驅動，由偏航控制系統(tǒng)控制。偏航剎車用來固定機艙位置。
    4、控制系統(tǒng)是現(xiàn)代風力發(fā)電機的神經(jīng)中樞?，F(xiàn)代風機是無人值守的。以600千瓦風機為例，一般在4米/秒左右的風速自動啟動，在14米/秒左右發(fā)出額定功率。然后，隨著風速的增加，一直控制在額定功率附近發(fā)電，直到風速達到25米/秒時自動停機。現(xiàn)代風機的存活風速為60-70米/秒，也就是說在這么大的風速下風機也不會被吹壞。通常所說的12級颶風，其風速范圍也僅為32.7-36.9米/秒。風機的控制系統(tǒng)，要在這樣惡劣的條件下，根據(jù)風速、風向對系統(tǒng)加以控制，在穩(wěn)定的電壓和頻率下運行，自動地并網(wǎng)和脫網(wǎng)。并監(jiān)視齒輪箱、發(fā)電機的運行溫度，液壓系統(tǒng)的油壓，對出現(xiàn)的任何異常進行報警，必要時自動停機。
    二）、風力發(fā)電機組的分類及特征

    1、 風力發(fā)電機組 —— 定槳距失速調節(jié)型
    定獎距是指槳葉與輪載的連接是固定的，槳距角固定不變，即當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之變化。失速型是指槳葉翼型本身所具有的失速特性，當風速高于額定風速，氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產(chǎn)生渦流，效率降低，來限制發(fā)電機的功率輸出。為了提高風電機組在低風速時的效率，通常采用雙速發(fā)電機（即大/小發(fā)電機）。在低風速段運行的，采用小電機使槳葉縣有較高的氣動效率，提高發(fā)電機的運行效率。
    失速調節(jié)型的優(yōu)點是失速調節(jié)簡單可靠，當風速變化引起的輸出功率的變化只通過槳葉的被動失速調節(jié)而控制系統(tǒng)不作任何控制，使控制系統(tǒng)大為減化。其缺點是葉片重晏大（與變槳距風機葉片比較），槳葉、輪載、塔架等部件受力較大，機組的整體效率較低。
    2、 風力發(fā)電機組 ——變槳距調節(jié)型
    變槳距是指安裝在輪載上的葉片通過控制改變其槳距角的大小。其調節(jié)方法為：當風電機組達到運行條件時，控制系統(tǒng)命令調節(jié)槳距角調到45°，當轉速達到一定時，再調節(jié)到0°，直到風力機達到額定轉速并網(wǎng)發(fā)電；在運行過程中，當輸出功率小于額定功率時，槳距角保持在0°位置不變，不作任何調節(jié)；當發(fā)電機輸出功率達到額定功率以后，調節(jié)系統(tǒng)根據(jù)輸出功率的變化調整槳距角的大小，使發(fā)電機的輸出功率保持在額定功率。
    隨著風電控制技術的發(fā)展，當輸出功率小于額定功率狀態(tài)時，變槳距風力發(fā)電機組采用OptitiP技術，即根據(jù)風速的大小，調整發(fā)電機轉差率，使其盡量運行在最佳葉尖速比，優(yōu)化輸出功率。

    3、風力發(fā)電機組 —— 定速機型：
    —— 發(fā)電方式簡單，造價低；
    —— 對電網(wǎng)依賴程度高。

    4、風力發(fā)電機組 —— 變速機型：
    —— 電氣設備價高；
    —— 電能品質好。