强大的工业风力涡轮机是如何工作的

大气对其不同层的不均匀加热的自然反应是风。由此产生的大气压力下降导致风从高压区吹向低压区，压力差越大，风越强——风速也越高。理论上，由于大气中空气的自然运动，估计高达 2% 的太阳辐射被转化为机械风能。

众所周知，特定区域的地形可以增强风力或限制气流。所以，在山脉、隘口、河流峡谷附近，安装风力发电机的条件非常理想。如果我们记得可以从风中获得的功率与通过涡轮机的空气质量及其速度的立方成正比，那么就很容易理解朝这个方向迅速开放的前景。

风能无疑是最有前途的可再生自然能源之一。并非没有，在许多国家，年复一年，越来越多的风电场正在建设，尤其是在海洋、海洋和平原的沿海地区的风电场。

风的阵风性质不利于电网的稳定供应，因此为进一步利用而积累能量成为一项重要任务。但这项任务正在解决——正在建设工业和私人电池存储系统，正在采取措施确保不间断供电。

现在我们可以自信地说，将容量为 6-8 兆瓦的强大工业风力发电机（如 Enercon E-126）集成到一个小城市的供电系统中，将能够满足其居民的需求以及电气化基础设施的需求。

不过，让我们进入正题，看看工业风力发电机的装置。毕竟，每台风力发电机都是精心设计的产物，是经过精确计算和长期设计的结果，以获得高效可靠的风能转化为电能的转换器，这就是为什么一个巨大结构的每个细节都绝非偶然.例如，我们将参考 Enercon E-126 风力发电机的设计并查看其主要部件。

塔

数十米高的塔（7）是工业风力发电机的支撑。它完全由钢筋混凝土制成，通过在模板中连续浇筑或由短的钢筋混凝土环组装而成，这些钢筋混凝土环依次安装在彼此的顶部并通过拉动框架电缆通过它们连接。钢筋混凝土的强度足以将重型涡轮机和机舱悬在空中，并承受风力涡轮机运行产生的负载，从而防止结构倾覆。

塔的底部位于钢筋混凝土底座 (8) 上，其重量与塔本身的重量成正比。例如，Enercon E-126风力发电机总重约6000吨。支撑件的形状不是圆柱形的，其形状更接近于截锥而不是圆柱体。塔在底部展开，将整个结构牢固地固定在正确的位置。

叶片和转子

工业风力涡轮机的叶片 (6) 和转子 (5) 由基于钢的特殊复合纤维制成。叶片由单独的部分组装而成，或制成整体，具体取决于其范围。通常，螺栓和轮毂用于将叶片连接到转子。叶片本身连接到轮毂，轮毂直接连接到发电机转子。

涡轮绕塔旋转

为了使涡轮绕塔旋转，a 异步引擎 (3) 通过齿轮连接到机舱底部的环上。根据风力发电机的大小及其功率，可以有一到三个这样的发动机。

发电机

如果早期设计类似于标准同步发电机的装置被用作风力涡轮机的发电机，那么在 2000 年代初出现了环形发电机 (1) 这样的创新。这里连接到轮毂的涡轮转子也是发电机转子。

独立的励磁绕组位于环形转子上，形成磁极，分别位于定子绕组的定子上。定子绕组分为多个部分（对于 Enercon E -126，分为四个部分），每个部分都连接到一个单独的整流器。发电机控制器位于机舱的发动机室 (2) 中。

逆变器

经整流后的400伏直流电压提供给安装在塔底的逆变器(4)，将能量转换为交流电，经变压后供给电力线路。

我们以 Enercon E-126 型号为例研究了现代工业风力涡轮机的关键部件，该型号于 2007 年首次安装在德国埃姆登市附近。该发电机的容量目前为 7.58 兆瓦，足以为 4,500 座别墅供电一年四季都有电。

迄今为止，Enercon 已在全球建造了 13,000 多台此类风力涡轮机，2010 年的总装机容量已超过 2,846 兆瓦。