水平轴风力机组成与形式

水平轴风力机组成与形式水平轴风力机的组成水平轴风力机的风轮旋转轴是水平方向的，这是为了区别于垂直轴风力机，水平轴风力机主要由叶片、轮 毂、机舱、塔架构成。常见的风力机有由三个叶片，叶片安装在轮毂上构成风轮，风吹风轮旋转带动机舱 内的发电机发电，塔架是整个风力机的支撑。什么是升力式风力机在“风力机基础知识”已介绍过升力与阻力知识，水平轴风力机则是利用升力推动风机旋转做功的，是升力 式风力机。下图中表示的是一个叶片的截面的受力图，叶片弦线与风轮旋转平面的夹角为P，风是向上吹, 风速为V；叶片向左方运动，线速度为u；叶片实际受到的是相对风速w。风速w与叶片弦线的夹角为a（攻角），在风w的作用下,叶片受到升力Fl与阻力Fd，Fl与Fd的合力为F1，F1在风轮旋转平面上的 投影为F，F就是推动风轮旋转的力。关于叶片的升力与阻力的更多知识在“叶片的气动特性”一节中有介绍。风力机的对风形式风轮要正面对着来风方向才能最好的接受风能，风轮在塔架前方的称为迎风式风力机，风轮在塔架背风方 向的称为顺风式风力机，见下图。使风力机自动朝向风向称为对风（偏航）功能。小型风力机普遍采用尾舵来对风，风把尾舵吹向风力机后 方使风轮面向风，上图中的迎风式风力机就是带尾舵的风力机。顺风式风力机勿需任何装置即可自动对风， 称之为自由偏航。大中型风力机采用专门的偏航装置对风，在后面的章节有相关介绍。风力机的叶片数目风轮除了三叶的还有双叶的，甚至单叶片的。在许多农用风力机中采用多叶片结构的风轮。机舱主要组成在风力机的机舱里主要有发电机、齿轮箱、偏航装置、风向标、控制柜等，发电机是风力机产生电能的设 备，由于发电机转速高，风轮转速低，风轮需通过齿轮箱增加转速后才能使发电机以正常转速工作；控制 柜控制风力机的对风、风轮转速等；风向标测量风向发出信号给控制柜；偏航装置按控制柜的信号推动风 力机对风。