一．風力發電原理
風力機是將風的動能轉換成機械能或電能的裝置。風力機風輪葉片在風的作用下產成空氣動力使風輪旋轉，將動能轉換成機械能，再通過傳動系統和電氣系統將機械能轉換成電能。
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公升，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，因為風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣汙染。
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，但它不是只由乙個發電機頭組成的，而是乙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；尾翼使葉片始終對著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，把電瓶裡的化學能轉變成交流220v市電，才能保證穩定使用。機械連線與功率傳遞水平軸風機槳葉通過齒輪箱及其高速軸與萬能彈性聯軸節相連,將轉矩傳遞到發電機的傳動軸,此聯軸節應按具有很好的吸收阻尼和震動的特性，表現為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，並且聯軸器可阻止機械裝置的過載。
風力發電原理圖
二．風力發電機組成
機艙：機艙包容著風力發電機的關鍵裝置，包括齒輪箱、發電機。維護人員可以通過風力發電機塔進入機艙。機艙左端是風力發電機轉子，即轉子葉片及軸。
轉子葉片：捉獲風，並將風力傳送到轉子軸心。現代600千瓦風力發電機上，每個轉子葉片的測量長度大約為20公尺，而且被設計得很象飛機的機翼。
軸心：轉子軸心附著在風力發電機的低速軸上。
低速軸：風力發電機的低速軸將轉子軸心與齒輪箱連線在一起。在現代600千瓦風力發電機上，轉子轉速相當慢，大約為19至30轉每分鐘。
軸中有用於液壓系統的導管，來激發空氣動力閘的執行。
齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉速提高至低速軸的50倍。高速軸及其機械閘：
高速軸以1500轉每分鐘運轉，並驅動發電機。它裝備有緊急機械閘，用於空氣動力閘失效時，或風力發電機被維修時。
發電機：通常被稱為感應電機或非同步發電機。在現代風力發電機上，最大電力輸出通常為500至1500千瓦。
偏航裝置：借助電動機轉動機艙，以使轉子正對著風。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過風向標來感覺風向。
圖中顯示了風力發電機偏航。通常，在風改變其方向時，風力發電機一次只會偏轉幾度。
電子控制器：包含一台不斷監控風力發電機狀態的計算機，並控制偏航裝置。為防止任何故障（即齒輪箱或發電機的過熱），該控制器可以自動停止風力發電機的轉動，並通過**數據機來呼叫風力發電機操作員。
液壓系統：用於重置風力發電機的空氣動力閘。
冷卻元件：包含乙個風扇，用於冷卻發電機。此外，它包含乙個油冷卻元件，用於冷卻齒輪箱內的油。一些風力發電機具有水冷發電機。
塔：風力發電機塔載有機艙及轉子。通常高的塔具有優勢，因為離地面越高，風速越大。
現代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60公尺。它可以為管狀的塔，也可以是格仔狀的塔。管狀的塔對於維修人員更為安全，因為他們可以通過內部的梯子到達塔頂。
格狀的塔的優點在於它比較便宜。
風速計及風向標：用於測量風速及風向
傳統風力發電機組成圖
三．風機型別
按風力機風輪轉軸相對地面的位置可分為垂直軸風力機和水平軸風力機
垂直軸風力機
水平軸風力機
垂直軸風力機
垂直軸風力機的轉軸垂直於地面。
優點：可以吸收來自任意方向風的能量，不需要調向機構；
另外齒輪箱和發電機可以安裝在地面，結構簡單，維護方面。
缺點：最大功率係數較低；
要在相對較低的尖速比下執行；
不能自行啟動；
大型垂直軸風力機的氣彈性問題和機械振動問題也較為複雜。
水平軸風力機
缺點：需要調向機構；
齒輪箱和發電機安裝在位於塔頂的機艙內，安裝維護不方便。
水平軸風力機按風力機功率調節方式可分為：
a.定槳距失速型風力發電機組
b.變槳矩失速型風力發電機組
c.變速恆頻型風力發電機組
l 定槳距失速調節型風力發電機組
定獎距是指槳葉與輪載的連線是固定的，槳距角固定不變，即當風速變化時，槳葉的迎風角度不能隨之變化。失速型是指槳葉翼型本身所具有的失速特性，當風速高於額定風速69，氣流的攻角增大到失速條件，使槳葉的表面產生渦流，效率降低，來限制發電機的功率輸出。為了提高風電機組在低風速時的效率，通常採用雙速發電機（即大/小發電機）。
在低風速段執行的，採用小電機使槳葉縣有較高的氣動效率，提高發電機的執行效率。
失速調節型的優點是失速調節簡單可靠，當風速變化引起的輸出功率的變化只通過槳葉的被動失速調節而控制系統不作任何控制，使控制系統大為減化。其缺點是葉片重晏大（與變槳距風機葉片比較），槳葉、輪載、塔架等部件受力較大，機組的整體效率較低。
2 變槳距調節型風力發電機組
變槳距是指安裝在輪載上的葉片通過控制改變其槳距角的大小。其調節方法為：當風電機組達到執行條件時，控制系統命令調節槳距角調到45」，當轉速達到一定時，再調節到0「，直到風力機達到額定轉速併網發電；在執行過程中，當輸出功率小於額定功率時，槳距角保持在0°位置不變，不作任何調節；當發電機輸出功率達到額定功率以後，調節系統根據輸出功率的變化調整槳距角的大小，使發電機的輸出功率保持在額定功率。
隨著風電控制技術的發展，當輸出功率小於額定功率狀態時，變槳距風力發電機組採用optitip技術，即根據風速的大小，調整發電機轉差率，使其盡量執行在最佳葉尖速比，優化輸出功率。
變槳距調節的優點是槳葉受力較小，槳葉做的較為輕巧。槳距角可以隨風速的大小而進行自動調節，因而能夠盡可能多的吸收風能轉化為電能，同時在高風速段保持功率平穩輸出。缺點是結構比較複雜，故障率相對較高。
3 主動失速調節型風力發電機組
將定槳距失速調節型與變槳距調節型兩種風力發電機組相結合，充分吸取了被動失速和槳距調節的優點，槳葉採用失速特性，調節系統採用變槳距調節。在低風速肘，將槳葉節距調節到可獲取最大功率位置，槳距角調整優化機組功率的輸出；當風力機發出的功率超過額定功率後，槳葉節距主動向失速方向調節，將功率調整在額定值以下，限制機組最大功率輸出，隨著風速的不斷變化，槳葉僅需要微調維持失速狀態。制動剎車時，調節槳葉相當於氣動剎車，很大程度上減少了機械剎車對傳動系統的衝擊。
主動失速調節型的優點是其言了定獎距失速型的特點，並在此基礎上進行變槳距調節，提高了機同頻率後併入電網。機組在葉片設計上採用了變槳距結構。其調節方法是：
在起動階段，通過調節變槳距系統控制發電機轉速，將發電機轉速保持在同步轉速附近，尋找最佳併網時機然後平穩併網；在額定風速以下時，主要調節發電機反力轉矩使轉速跟隨風速變化，保持最佳葉尖速比以獲得最大風能；在額定風速以上時，採用變速與槳葉節距雙重調節，通過變槳距系統調節限制風力機獲取能量，保證發電機功率輸出的穩定性，獲取良好的動態特性；而變速調節主要用來響應快速變化的風速，減輕槳距調節的頻繁動作，提高傳動系統的柔性。
風力發電機發展趨勢：變速恆頻的優點是大範圍內調節執行轉速，來適應因風速變化而引起的風力機功率的變化，可以最大限度的吸收風能，因而效率較高；控制系統採取的控制手段可以較好的調節系統的有功功率、無功功率，但控制系統較為複雜。變速恆頻這種調節方式是目前公認的最優化調節方式，也是未來風電技術發展的主要方向。
四．小型風力發電機
由於本專案主要物件是用於水上航標設施等小型的風力發電機，下面就主要介紹一下小型風力發電機的狀況。
國內主要廠家及產品型號：
青島風之翼風力發電機****600w風力發電機（fd2.5-600w）
600w風力發電機（fd2.5-600w）
產品簡介
功率：600瓦
風輪直徑：2.5公尺
葉片數量：3片
葉片材質：增強玻璃鋼
額定轉速：400轉／分鐘
額定輸出功率：600瓦
最大輸出功率：750瓦
輸出電壓：直流24伏／交流220伏
啟動風速：3公尺／秒
額定風速：8公尺／秒
工作風速：3-25 公尺／秒
安全風速：40公尺／秒
調速方式：偏尾和電磁阻力
充電控制：自動智慧型控制
風力發電機型別：永磁三相交流發電機
工作溫度：零下40度——60度
年平均產生能量：1500度
推薦蓄電池容量：300安時
充滿蓄電池時間：8小時
塔架型別：拉鎖塔架或獨立桿塔架
塔架高度：6公尺
機體重量：40公斤
可以給如下電器提供電源：電視，照明，風扇，充電器。
300w風力發電機（fd2.2-300w）
300w風力發電機（fd2.2-300w）
產品簡介
功率：300瓦
風輪直徑：2.2公尺
葉片數量：3片
葉片材質：增強玻璃鋼
額定轉速：400轉／分鐘
額定輸出功率：300瓦
最大輸出功率：450瓦
輸出電壓：直流24伏／交流220伏
啟動風速：3公尺／秒
額定風速：8公尺／秒
工作風速：3-25公尺／秒
安全風速：40公尺／秒
調速方式：偏尾和電磁阻力
充電控制：自動智慧型控制
風力發電機型別：永磁三相交流發電機
工作溫度：零下40度——60度
年平均產生能量：750度
推薦蓄電池容量：200安時
充滿蓄電池時間：8小時
塔架型別：拉鎖塔架或獨立桿塔架
塔架高度：6公尺
機體重量：20公斤
可供負載：照明，風扇，充電器。
哈爾濱九洲風力發電機****
風力發電機（fd-400）
風力發電機 （fd-400）
產品簡介
型號：fd-400
啟動風速：2m／s
額定風速：8m／s
額定電壓：28v
額定功率：400w
最大功率：550w
葉片直徑：2.5m
額定轉速：400r／min
限速方式：上仰電磁
整套重量：75kg
用途：可以用於家居照明，小手電鑽，電視，電飯鍋等。
風力發電機原理及結構
是將風能轉換為機械功的動力機械，又稱風車。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機。風力發電利用的是自然能源。相對柴油發電要好的多。但是若應急來用的話，還是不如柴油發電機。風力發電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。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...
風力發電機工作原理及選購
發布時間 2006 2 22 17 39 24點選 5353 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，但它不是只由乙個發電機頭組成的，而是乙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...
發電機的結構和發電原理
充電系統 二 發電機的結構和發電原理 1 交流發電機的組成 一般由轉子總成 定子總成 整流器總成 端蓋 皮帶輪 風扇等組成。1 後端蓋 2 3 4 碳刷及碳刷架 5 整流板 6 二極體 7 轉子 8 定子總成 9 前端蓋 10 風扇 11 皮帶輪 1 轉子總成 轉子的功用是產生旋轉磁場。轉子由爪極 ...