風力發電機的工作科學原理是什麼

風力發電機是很多人都熟悉的發電機種類，但是大多數的人不清楚風力發電機是如何發電的。下面為您精心推薦了風力發電機的工作科學原理，希望對您有所幫助。

風力發電機的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。把風能轉變為電能是風能利用中最基本的一種方式。風力發電機一般有風輪、發電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成超低速風力發電機為一由轉動盤、固定盤、風輪葉片、固定輪、立竿、集電環盤、舵杆、尾舵和逆變器組成的系統。轉動盤和固定盤構成該系統的發電機，逆變器包括50赫正弦波振盪器、整形電路、低壓輸出電路和倒相推輓電路。本系統中的發電機的優點，一是具有超低速建壓特點，能在葉片轉速低於每分鐘100轉時正常發電，為弱風地區風力資源的開發利用提供了新途徑;二是結構簡易，鐵芯無開槽，也無電樞繞組，易維修，使用壽命長.

風力發電機的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度(微風的程度)，便可以開始發電。

風力發電正在世界上形成一股熱潮，為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。

風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行;我國也在西部地區大力提倡。小型風力發電系統效率很高，但它不是隻由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統：風力發電機+充電器+數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能;尾翼使葉片始終對着來風的方向從而獲得最大的風能;轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能;機頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。

風力發電機因風量不穩定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發電機產生的電能變成化學能。然後用有保護電路的逆變電源，把電瓶裏的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩定使用。

通常人們認為，風力發電的功率完全由風力發電機的功率決定，總想選購大一點的風力發電機，而這是不正確的。目前的風力發電機只是給電瓶充電，而由電瓶把電能貯存起來，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關係。功率的大小更主要取決於風量的大小，而不僅是機頭功率的大小。在內地，小的風力發電機會比大的更合適。因為它更容易被小風量帶動而發電，持續不斷的小風，會比一時狂風更能供給較大的能量。當無風時人們還可以正常使用風力帶來的電能，也就是説一台200W風力發電機也可以通過大電瓶與逆變器的配合使用，獲得500W甚至1000W乃至更大的功率出。

使用風力發電機，就是源源不斷地把風能變成我們家庭使用的標準市電，其節約的程度是明顯的，一個家庭一年的用電只需20元電瓶液的代價。而現在的風力發電機比幾年前的性能有很大改進，以前只是在少數邊遠地區使用，風力發電機接一個15W的燈泡直接用電，一明一暗並會經常損壞燈泡。而現在由於技術進步，採用先進的充電器、逆變器，風力發電成為有一定科技含量的小系統，並能在一定條件下代替正常的市電。山區可以藉此系統做一個常年不花錢的路燈;高速公路可用它做夜晚的路標燈;山區的孩子可以在日光燈下晚自習;城市小高層樓頂也可用風力電機，這不但節約而且是真正綠色電源。家庭用風力發電機，不但可以防止停電，而且還能增加生活情趣。在旅遊景區、邊防、學校、部隊乃至落後的山區，風力發電機正在成為人們的採購熱點。無線電愛好者可用自己的技術在風力發電方面為山區人民服務，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動致富。

我們把風的動能轉變成機械能，再把機械能轉化為電能，這就是風力發電。風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的`速度提升，來促使發電機發電。風力發電所需要的裝置，稱作風力發電機組。這種風力發電機組，大體上可分風輪(包括尾舵)、發電機和鐵塔三部分。(大型風力發電站基本上沒有尾舵，一般只有小型(包括家用型)才會擁有尾舵)。

風輪是把風的動能轉變為機械能的重要部件，它由兩隻(或更多隻)螺旋槳形的葉輪組成。當風吹向槳葉時，槳葉上產生氣動力驅動風輪轉動。槳葉的材料要求強度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它複合材料(如碳纖維)來製造。

由於風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化，這使轉速不穩定;所以，在帶動發電機之前，還必須附加一個把轉速提高到發電機額定轉速的齒輪變速箱，再加一個調速機構使轉速保持穩定，然後再聯接到發電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率，還需在風輪的後面裝一個類似風向標的尾舵。

鐵塔是支承風輪、尾舵和發電機的構架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，一般在6-20米範圍內。

發電機的作用，是把由風輪得到的恆定轉速，通過升速傳遞給發電機構均勻運轉，因而把機械能轉變為電能。

一般説來，3級風就有利用的價值。但從經濟合理的角度出發，風速大於每秒4米才適宜於發電。據測定，一台55千瓦的風力發電機組，當風速每秒為9.5米時，機組的輸出功率為55千瓦;當風速每秒8米時，功率為38千瓦;風速每秒為6米時，只有16千瓦;而風速為每秒5米時，僅為9.5千瓦。可見風力愈大，經濟效益也愈大。

風力發電正在世界上形成一股熱潮，為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。在我國，現在已有不少成功的中、小型風力發電裝置在運轉。我國的風力資源極為豐富，絕大多數地區的平均風速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風速更大;有的地方，一年三分之一以上的時間都是大風天。在這些地區，風力發電產業的發展前景是光明的。