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风力发电机原理

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。

把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。

风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。

叶片直径2.4m的成品

风力发电机中调向器的功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。一般风力发电机几乎全部是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。尾翼的材料通常采用镀锌薄钢板。

限速安全机构是用来保证风力发电机运行安全的。限速安全机构的设置可以使风力发电机风轮的转速在一定的风速范围内保持基本不变。

塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构。风力机的输出功率与风速的大小有关。由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定。风力发电机发出的电能一般是不能直接用在电器上的，先要储存起来。目前风力发电机用的蓄电池多为铅酸蓄电池。

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。

风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。

通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。

使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进，以前只是在少数边远地区使用，风力发电机接一个15W的灯泡直接用电，一明一暗并会经常损坏灯泡。而现在由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电。山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯；高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源。家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点。无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务，使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富。

简单来说：风力发电原理是把风的动能转换为风轮轴的机械能转换为电能到化学能最后到电能！

发电机还是有三种：直流发电机，同步/异步交流发电机！

详细的制作过程如下：

报废轿车的轮毂作为风电机的轮毂

更换轮毂轴承

绕线机——用来绕制风电机线圈

绕制线圈

绕好的线圈——作为定子

引出线头镀锡

定子线圈在模子里排列成一圈

模子里倒入树脂固化

磁铁排列成一圈——作为转子，倒入树脂并固化

你看锯子都被吸住了，磁性很好

定子和转子进行拼合

脱模

浇注好的定子中心上准备装上转轴，白色的塑料圈是用来倒入树脂的

浇注固化好的定子转轴

进行风电机组装

制作叶片

叶片组装前检验

叶片装在转子上

叶片根部细节

制作整流转换器

接线

自制风力发电机-装上转子，用卡片使定子和转子之间保持1.5mm左右的间隙

自制风力发电机-装配叶片

自制风力发电机-风电机准备立起来

能源行业风力发电势头渐劲，正吸引着电力公用事业、石油生产商和设备制造商等主要的国际投资者。

商业风力发电兴起始于20世纪90年代的欧洲。切尔诺贝利灾难发生后人们反对发展核电，海湾战争爆发后人们对石油供应感到担心，人们认为北欧更适合发展风力发电。现在业内分析家认为，常规能源成本骤增以及***和技术因素对加快风力发电将产生有利影响。高油价促使人们关注风力发电。尽管利用石油发电数量很少，但是高油价对天然气和煤等被广泛用来发电的其它燃料价格有间接的影响。风力发电的发展也得益于各国对降低温室气体排放和减少其它形式的空气污染的承诺，其中包括《京都议定书》以及欧盟制订的开发可再生能源的目标。业内人士认为，利用风力发电的国家越来越多，这个行业正处在“重大转变时刻”。随着市场的扩大，传统的发电设备厂商，比如日本的三菱重工、德国的西门子和美国的通用电气，已经开始生产大型的风力发电涡轮机。通用电气公司认为，风力发电仍将是全球能源工业增长最快的部门。壳牌公司预期2050年可再生能源将满足1/4或1/3的世界能源需求，其中存在巨大的商机，风力发电是主要投资领域。

目前世界风力发电功率约为5万兆瓦，其中欧洲为3.4万兆瓦。欧洲在风力发电领域占主导地位，中国和印度等亚洲国家风力发电出现积极增长，美国可能成为风力发电的最大市场.

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