Ⅰ 求小型風力發電機的構造原理和資料（越基礎越好詳細點）謝謝
小型風力發電機介紹
一，小型風力發電機的使用條件
小型風力發電機一般應在風力資源較豐富的地區使用。即年平均風速在3m／s以上，全年3-20m／s有效風速累計時數3000h以上；全年3-20m／s平均有效風能密度lOOW／m2以上。在選擇使用風力發電機時，要做到心中有數，避免盲目性，這樣才能充分地利用當地的風力資源，最大限度地發揮風力發電機的效率，取得較高的經濟效益。
應該指出的是，在風力資源豐富地區，最好選擇風機額定設計風速與當地最佳設計風速相吻合的風力發電機。如能做到這一點無論是從風力機的選擇上，還是利用風力資源的經濟意義上都有重要的意義。風洞試驗證明，風輪的轉換功率與風速的立方成正比，也就是說，風速對功率影響最大。例如，在當地最佳設計風速為6m／s的地區，安裝一台額定設計風速為8m／s的風力發電機，結果其年額定輸出功率只達到原設計輸出功率的42％，也就是說，風力發電機額定輸出功率較設計值降低了58%。若選用的風力發電機額定設計風速越高，那麼其額定功率輸出的效果就越加不理想。但也必須指出，風力發電機額定設計風速偏低，其風輪直徑、電機相對要增大，整機造價相應也就加大．從製造和產品的經濟意義上考慮都是不合算的。
二，小型風力發電執使用的一般要求
目前，小型風力發電機都採用蓄電池貯能，家用電器的用電都由蓄電池提供。所以，用電時總的原則是，蓄電池放電後能及時由風力發電機給以補充。也就是說，蓄電池充入的電量和用電器所需消耗的電量要大致相等(一般以日計算)。下面舉一例說明這一問題：某地區使用了一台風力發電機，額定風速輸出功率為IOOW,假設，該地區某日相當於額定風速的風力吹刮時數連續為4h，則該風機日輸出並貯存到蓄電池裡的能量為400Wh。考慮到鉛蓄電池的轉換效率為70%，則用戶用電器實際可利用的能量280Wh。如果該用戶使用的電器有：
(1)15W燈泡兩只，使用4h，耗能為120Wh；
(Z)35W電視機一台，使用3h，耗能為105Wh；
(3)15W收錄機一台，使用4h，耗能為60Wh。
以上總耗能為285Wh。
這樣，用電器日總耗能比風力發電機所能提供的能量超出了5Wh，也就是出現了所謂的「入不付出」用電；這種入不付出的用電，將會使蓄電池處在虧電的狀態下工作。如果經常長時間地這么用電，將會使蓄電池嚴重虧電而損壞，縮短其使用壽命。
上例，是假定風力發電機在額定風速狀擊下的用電情況，而實際上，由於風的多變性，間歇性，風既有大小的不同(風速)又有吹刮時間長短的不同(風頻)。所以，在使用用電器時要做到風況好時可適當多用電，風況差時少用電。這就需要用戶在使用時認真總結經驗。
另外，有條件的地區和用戶可備一台千瓦級的柴油發電機組，當風況差的時候給蓄電池補充充電，做到蓄電池不間斷地供電。
三，小型風力發電機的合理配套
小型風力發電機發出的電能首先經過蓄電池貯存起來，然後再由蓄電池向用電器供電。所以，必須認真科學地考慮，風力發電機功率與蓄電池容量的合理匹配和靜風期貯能等問
題。目前，小型風力發電機與蓄電池容量一般都是按照輸入和輸出相等，或輸入大於輸出的原則進行匹配的。即：100W風力發電機匹配120Ah蓄電池(60Ah2塊)；200W風力發電機匹配120-180Ah蓄電池(60或90Ah2塊)；300W風力發電機匹配240Ah蓄電(120Ah2塊)；750W風力發電機匹配240Ah蓄電池(120Ah2塊)；1000W風力發電機匹配360Ah蓄電池（120Ah3塊）。
實踐證明：如果匹配的蓄電池容量不符合風力發電機發出能量的要求，將會產生下列問題：
（1）蓄電池容量過大時，風力發電機發出的能量不能保證及時地給蓄電池充足電，致使蓄電池經常處於虧電狀態。縮短蓄電池使用壽命。另外，蓄電池容量大，價格和使用費用隨之增大，給經濟上也造成不必要的浪費。
（2）蓄電池容量過小時，會使蓄電池經常處於過充電狀態。如因充足電而停止風力發電機的工作會嚴重影響風機工作效率。蓄電池長期過充電將會使蓄電池早期損壞，縮短使用壽命。
另外，小型風力發電機的合理匹配，用電器的套配也是一項可忽視的內容。在選配用電器時也應按照蓄電池與風力發電機的匹配原則進行。即選配的用電器耗用的能量要與風力發電機輸出的能量相匹配。但應指出的是，匹配指標所強調是「能量」，不要混淆為功率。在選用用電器時，還必須注意電壓制的要求，目前，小型風力發電機配電箱上配有12V、24V和電視機專用插座，用戶使用時，要針對用電器所要求的電壓值選用相應的插座，電視機應專門插在電視機插座上。
如果使用的是交流用電設備，則必須備置能夠滿足其功率要求的「逆變器」將蓄電池的直流電轉變成電壓為220V，頻率為50Hz的交流電才能使用。
第二節 小型風力發電機安裝場址的選擇
小型風力發電機安裝場址的選擇非常重要。性能很高的風力發電機，假如沒有風，它也不會工作，而性能稍差一些的風力發電機，如果安裝場址選擇得好，也會使它充分發揮作用。關於小型風力發電機的選址條件包含著非常復雜的因素，美國等一些國家，特為此出版了有關風力機場址選擇的專著。原則上，在一年之中極強風及紊流少的地點應算最好，但有時很難選出這樣的地點。
一、場址選擇原則
1.場址應選擇風能豐富區前面己介紹，風力發電機安裝地點的年平 均風速越大越好，其大體上
數字是：年平 均風速3m／s以上，3-20m／s有效風速累計時效3000h以上，全年3一20m／s平均有效風能密度100W／m2以上。只要能滿足第一個條件，小型風力發電機在經濟上便可認為是合算的。
2.場址應具有較穩定的盛行風向。盛行風向是指出現頻率最高的風向，氣象上風向一般用16個方位表示(圖4-1)。每個方位箭頭的長度和數字是該風向的平均風速，並可形象地繪制出風玫瑰（圖4-2）。
從風玫瑰圖中看出，盛行風向為西南風（平均風速11.7m／s）、南西南風(平均風11.5m／s)和東北風(平均風速5．9m／s)。我國是季風較強的國家，不同季節盛行風向還要變化。選址對希望盛行風向較穩定，便於考慮地形的有利影響。
3．風機高度范圍內「風切變」要小(風剪切要小) 「風切變」是指短距離內風速、風向的較大變化。圖4-3所示為平頂山脊頂的風切變，圖中的影區說明因氣流分離使風速下降，分離區上部為強切變區。風機如安在此影區，葉片將在不等速風中旋轉，葉片受載不均勻，
圖4-1 風向的16個方點陣圖
圖4-2 風玫瑰圖
降低性能，縮短風機使用壽命。所以風機應避開此強切變區，安在迎風坡上，或提高塔架。
4.應考慮氣象因素的影響
（1） 紊流。所謂紊流是指氣流速度的急劇變化，包括風向的變化。通
常這兩種因素混在一起出現。紊流能影響風力發電機功率的輸出，同時使整個裝置振動，損壞風機。小型紊流多數是因地面障礙物的影響而產生的，因此在安裝風力發電機時，必須躲開這種地區。
（2） 極強風。海上風速可達30m／s以上，內陸有時也大於20m／s時稱為極強風。風力發電機的安裝場址當然要選擇風速大
圖4-3 平頂山脊頂的風場變
的地方，但在易出現極強風的地區使用風機，要求機組具有足夠的強度，一旦遇有極強風，風力發電機便成為被襲擊的對象。
（3）結冰和粘雪。在山地和海陸交界處設置的風力發電機，容易結冰和粘雪。葉片一旦結了冰，其重量分布便會發生變化，同時翼形的改變，又會引起激烈的振動，甚至發生破壞。
（4）雷。因為風力發電機在沒有障礙物的平坦地區安裝得較高，所以經常發生雷擊事故，為此風機最好增設防雷裝置。
（5）鹽霧損害。在距海岸線10-15km以內的地區安裝風力發電機，必須採取防鹽霧損害的措施。因為鹽霧能腐蝕葉片等金屬部分，並且會破壞裝置內部的絕緣體。
(6)塵砂。在塵砂多的地區，風力發電機葉片壽命明顯縮短。其防護的方法，通常是防止槳葉前緣的損傷，對前緣表面進行處理。可是塵砂有時也能侵入機械內部，使軸承和齒輪機構等機械零件受到破壞。在工廠區，空氣中浮游著的有害氣體，也會腐蝕風力機的金屬部分，應加以注意。
二，平坦地形的場址選擇
根據能同時表示風向和風速關系的風玫瑰圖，如果在風向最多的上風側沒有障礙物，一般都可以認為這個地點為平地。所謂在平地上安裝風力發電機的情況，應考慮以下兩個條件：
（1）以設置地點為中心，在半徑為1km的圓內，應沒有障礙物。
（2）假使有障礙物時，風力機的高度應為障礙物最高處高度的三倍以上，這個關系如圖4-4所示。此條件極為嚴格，但對小型風力發電機可以放寬些(例如也可以把半徑定為400m)。
三，山脊或山頂地形的場址選擇
山脊和山頂有自然的高塔作用，並且氣流隨著靠近山脊，由於風洞效應，氣流近似為流線而得到加速，能量也隨之增大。如圖4-5a所示。可是，風向和山脊構成的方向對風的加速有很大的影響，主風向和山脊構成的方向成直角的情況最理想。否則，隨地形風的加速作用逐漸變小。
圖4-5b表示了在理想山脊上風速的分布情況。風速通常在山脊的根部減到相當小，隨著往山頂移動而逐漸增大，到山頂最大。因而，安裝風力發電機時，如不是在山脊的中點以上，便不會得到增大風速的效果。可是，若山脊的後面正是風向引起紊流的地方(圖4-
圖4-4 在平地上安裝風力發電機
圖4-5 風在山脊和和山頂的加速效應
5a)，則最為理想的地方應彼凳巧蕉ァ?/FONT>
四，建築物上面或附近地形的場址選擇
雖然人們都希望把風力發電機安裝在平坦開闊地方的塔架上，但在住宅附近、城市中心及其周圍，有時，不得建在建築物的上面。在這種情況下，必須了解建築物對氣流有什麼影響，使輸出功率發生什麼變化。圖4-6反映了建築物對氣流的影響，氣流在建築物的後面會形成小的紊流，而在建築物的周圍形成馬蹄形的氣流。在建築物的上風側設置風力機時，至少也要保持具有建築物高度2倍的間距；在下風側設置時，至少要離開建築物高度10倍以上的間距；在建築物上面設置時，風機高度必須使建築物高度的2倍以上，如圖4-7所示。
圖4-6 建築物周圍的氣流 圖4-7 在建築物上安裝風機的要求
第三節 小型風力發電機的安裝
一.安裝准備
（1）安裝小型風力發電機裝箱清單對准備安裝的風力機逐一進行清點驗收，清點驗收合格後可進行下步工作。
（2）安裝前仔細閱讀小型風力發電機使用說明書，熟悉圖紙，掌握有關安裝尺寸和全部技術要求。
（3）千瓦以上風機的安裝應聘請生產廠方技術人員或有關技術人員予以指導。必要時成立安裝小組，一切安裝、施工活動，由安裝組長統一指揮。
（4）按使用說明書的要求准備安裝器材和必要的物資(如水泥、杉本、牽引繩等)
（5）安裝時應嚴格按照使用說明書的要求和程序進行。
安裝完後要組織驗收，經全面檢查，認為符合安裝要求和標准後，才能進行試運轉，並投入使用。
二，安裝工作技術規程
小型風力發電機的安裝分百瓦級風機和千瓦級風機的安裝。百瓦級風機因結構小巧，重量也輕，一般3-5人便能豎起。千瓦級風機因結構重量較大，安裝時需用起吊滑輪和絞盤。為使安裝工作安全地順利進行，特製定以下技術規程。
（1）安裝塔架所使用的杉木，質地要結實。繩索的強度要符合要求，安全系數一定要大，其長度要有適當的餘量。起吊操作時要規定信號，做到統一指揮。
（2）風力發電機主要零部件的安裝(如起吊零部件等)要聽從統一指揮。操作人員不準站在塔身下或正在舉升的零部件下面，以防意外。
（3）在上塔架頂部安裝時，操作人員必須系好安全帶或加裝其他保護裝置。另外，不
許手中或身上攜帶工具或零部件，以免不慎落下打傷人或造成損壞，塔架上部操作人員所使用的工具和零件，應統一用繩索吊上。
（4）安裝風力發電機的工作，只能在風速不超過4m／s(三級風)的情況下進行，以保證操作安全。
（5）用絞盤起吊時，應一圈挨一圈地均勻地盤繞，否則外圈繩索容易從內圈滑下，致使吊件突然下落。起重繩繞在繞盤上時，也不要使繩做縱向扭曲，因為繩子扭曲後，一是通過滑輪時不容易通過，二是會降低其抗拉強度。
（6）安裝風輪時，必須事先用繩索將風輪葉．片牢固地綁在塔身上，以免風輪被風吹動旋轉而碰傷安裝操作人員。
（7）風力發電機安裝好並檢查無誤後，可進行試運轉。試運轉前，塔架上的人員必須下來並離開塔架，以免風向變化時，風輪旋轉或發生意外事故。
三，百瓦級小型風力發電機的安裝
百瓦級小型風力發電機安裝一般包括：立柱拉索式支架的安裝、回轉體的安裝、尾翼和手剎車的安裝、機頭的安裝、豎立風機、電器連接等內容。
1．立柱拉索式支架的安裝 具體安裝步驟如下：
第一步，立柱本身的安裝。考慮到便於運輸，立柱製造時一般都設置三節。其連接方法一種是45°角插接，另一種是法蘭盤對接。安裝時打開包裝箱，如是45°角的插接桿，將插頭處塗上防腐油，逐個插好，如是法蘭盤對接桿，將每組桿法蘭盤對准上好螺栓，放好彈簧墊擰緊即可。
第二步，選擇風機安裝的中心位置。IOOW和200W風機只將風機底座放在中心位置上，並用兩個鐵釺將底座釘牢即可．300W和750W風機底座的安裝必須挖地基並澆灌混凝土，基礎坑尺寸為0.4×0.4×0.5；混凝土比例為水泥：砂子：石子=1：2：3。底座螺栓應高於底座上平面30-35mm，螺扣要予以保護。灌注後凝固24h方可進行安裝。
圖4-8 四根拉索定及底座與立柱連接示意圖 圖4-9 力柱用木樁頂起
第四步，有手剎車的機型，此時應將手剎車部件(如絞輪、鋼絲繩等)安裝好，鋼絲繩由中立柱長孔處穿入立柱中心並從上立柱端穿出固定好。
2．回轉體的安裝 回轉體的安裝步驟如下：
（1）帶有外滑環和手剎車機型回轉體的安裝：
第一步，將立柱上端的光軸位置塗上黃油脂，並將壓力軸承放在頂端軸承座內塗好油。
第二步，將外滑環套接在回轉體長套的下端止口處，並用螺釘固定好，然後將上好外滑環的回轉體的長套從下口套入上立柱的光軸上，套接時同時將剎車鋼絲繩也穿入回轉體長套里，並從上端中心孔取出固定好。此時注意壓力軸承的位置，保證使壓力軸承在立柱的上端軸承座與回轉體上端軸承蓋上的軸承座相吻合，使壓力軸承壓接在兩軸承座中間並運轉自如，如圖4-10所示。
圖4-10 回轉體的安裝
不帶外滑環和手剎車機型回轉體的安裝：
第一步，同上。
第二步，將輸電線（防水膠線）穿入回轉體中心孔（導線穿孔），然後把回轉體套在上立柱的光軸上。根據機型不同，有的回轉體上裝有限位螺絲或限位彎板，其作用示防止回轉體在立柱上竄動。安裝時注意防止限位螺絲釘擰緊，應保證限位的同時，能夠在立柱光軸上靈活轉動。
3.尾翼和手剎車的安裝 尾翼出廠時，尾翼板和尾翼桿已經作為一個整體連接在一起，安裝時應檢查一下其各連接部位的螺絲釘是否緊固。檢查好後，將尾翼桿前端長軸套放入回轉體尾翼連接耳內，對准銷孔並插入尾翼銷軸，銷軸下部穿好開口銷，使其轉動靈活，如圖4-11所示。
手剎車的安裝。在立柱拉索式支架安裝的第四步已經完成了手剎車下部絞輪的安裝，此時主要是上部的安裝，即將剎車繩從回轉體上端引出。一種機型(如FD2-100型)在回轉體上平面用壓夾固定一個較長的彎形彈簧運動軌道，彈簧軌道固定好後，再將手剎車鋼絲繩從彈簧里穿過去與尾翼桿上的連接螺絲釘相連接，如圖4·11a所示，另一種機型(FD2．1-0．2／8型)在回轉體出口處和上平面右邊角處安裝二組瓷套作為鋼絲繩的運動軌道，然後再將手剎車鋼絲繩從瓷套里穿過去與尾翼桿上的連接螺釘相連接，如圖4-llb所示。另外，小型風機剎車機構還有一種為抱閘摩擦式剎車，如FD1．5-100型風機為此種剎車，安裝時主要是保證剎車帶與剎車轂的間隙，並在豎機後檢查並保證剎車動作靈活。
4．機頭的安裝 機頭的安裝內容有發電機的安裝和風輪的安裝。
（1）發電機的安裝。發電機在出廠時已經是裝配好的整體，安裝時只需把發電機放在回轉體上平面上對准四個螺栓孔，上好螺栓加彈簧墊圈擰緊，並把發電機引出線插頭與外滑環引出接線插座對接牢固，外滑環弓1出線與輸電線(防水膠線)插接好。如沒有外滑環的機型須將發電機的引出線與輸電線．(防水膠線)按正負極連接好即可。
（2）風輪的安裝。小型風力發電機風輪一般分兩類，二類是定槳距風輪，另一類是變槳距風輪。
定槳距風輪的安裝：如果風輪為兩片分開的葉片，安裝時只把兩葉片槳桿軸部插入輪轂上的安裝孔中，對准鍵槽孔，放好彈簧墊，擰緊螺母即可，如FDl．5-100型風機。但要注意兩片分開的葉片出廠時都是選配好的，安裝時不可與其他風葉混淆，以防破壞風輪平衡。
如果兩個葉片為整體式或安裝好的總成件，安裝時只需把風輪軸孔套在發電機軸
上，然後放好彈簧墊，擰緊螺母即可。一般電機軸都帶有1：10錐度，所以不會裝錯，如FD2-100型風機為整體葉片。
如果是三葉片風輪，風掄出廠時，葉片和前、後夾片為散件包裝，三個葉片都是選配好的，每個葉片根部(柄部)有三個螺栓孔，安裝時只需與前後夾板相應的三孔對准螺栓並放好彈簧墊擰緊。風輪夾板(輪轂)設有1，10的錐套，套在發電機軸上，放好彈簧墊，用螺母擰緊即可。
變槳距風輪：目前使用的變槳距風輪出廠時均為裝配好的整體。在安裝時不要拆卸，只需把風輪的錐形軸套套在發電機軸上，上好彈簧墊，擰緊螺母即可。注意變槳距風輪在安裝時應檢查葉片是否有卡滯現象，方法是分別扭動兩只葉片，如果葉片活動平穩即符合要求。
5.豎立風機 以上內容全部安裝完畢，應做一次認真的檢查：看固定部位是否擰緊、轉動部位是否靈活、剎車桿件和各連接部位是否可靠。輸電線(防水膠線)正負極是否接好，做好標記。目前，製造廠將輸電線接全部採用插接的方式連接，只要插進去，正負極就不會搞錯。以上全部無誤後，即可立機，立機的方法和步驟如下：
（1）100W，200W機型立機，只要兩人拉牽引繩(四根拉索的其中一根)，另外兩個人，一人在下扛機身，另一個人用雙手舉機身，這樣四人共同協作，便能很順利地將風機立起，如圖4-12所示。
（2）300W，750W機型立機，三根拉索上部與風機上立柱連接好，下邊先將兩根拉索與地錨連接固定，另一根作牽引繩，牽引時可用人拉(4-5人)，也可用小型拖拉機拉，然後再用4-5人支撐機身。邊牽引邊扶立，直至立起為止。
圖4-12 豎立100W.200W風機示意圖
風機立起後，調整拉索緊線器，使風機立柱保持鉛直位置，並使每根拉索均處於拉緊狀態。
6．電器的連接
（1）發電機輸電線連接：輸電線用壓夾固定在立柱上，固定好之後，從立柱底部將輸電線架起並引進用戶家中。
（2）輸電線與配電箱插接：配電箱一般都設有發電機輸電線插座，連接時，將輸電線插頭插入配電盤上的發電機輸電線插座里即可。
（3）蓄電池的連接：蓄電池的連接應嚴格遵守發電機的電壓制。小型風力發電機的電機有的設計為28V，有的則為42V和110V。每台風機有兩塊電池為一組，也有三塊以上為一組。連接時應按照使用說明書的要求進行。蓄電池一般為串聯連接，如100W和200W風機，大多為28V 電壓制。兩塊60AH的蓄電池應串聯連接，如圖4-13所示。
（4）用電器的連接：目前小型風力發電機的用電器主要有燈泡、電視機、收錄機.小型冰箱和洗衣機等。一般風機配電箱上都設有直流12V、24V和交流220V電壓制插座，在使用用電器時應嚴格按照用電器所要求的電壓制選用配電箱上的相應插座，不能插錯。
圖4-13 風機蓄電池連接示意圖