风力发电机组的工作原理

风力机是将风的动能转换成机械能或电能的装置。风力机风轮叶片在风的作用下产生空气动力使风轮旋转，将动能转换成机械能，再通过传动系统和电器系统将机械能转换成电能。

风力发电机组的结构特点

一般风力发电机组的结构如图所示:主要由风轮、传动装置、偏航机构、调浆机构、发电机、机舱和塔架等构成。

风轮:由叶片、叶柄、轮毂和风轮轴组成，其作用是捕捉和吸收风能，由风轮轴将能量传送给传动装置。

传动装置:一般是齿轮箱，经过增速后，获得较高的转速。

偏航机构:保证在风向改变的情况下，使风轮处于正对来风状态，以获得较高的效率。现在大型风机一般是经风向标测定风向后，通过驱动伺服电机来调向。

调速机构:定桨距失速型机组是利用桨叶的自动失速特性来限制发电机组的功率输出;变距型风力机则是根据风速的变化相应的改变桨叶的节距角，通过变距系统优化气流对叶片的攻角，在额定风速以下，风力机的风能利用系数达到最高;而在额定风速之上，则使风力机的输出功率恒定，保证发电机组不超过负荷，同时减小风力机的载荷。

刹车机构:包括气动刹车和刹车盘刹车。气动刹车是利用叶片端部的减速板，增加阻力，降低速度。刹车盘刹车是在紧急情况下，利用高速轴上的刹车盘(高速轴上所需力矩小)，在短时间内使风轮停止转动。

发电机:将机械能转化为电能。

塔架:支承发电机组机舱。

水轮发电机组的工作原理

水流通过水轮机时，水轮机转轮将水能转换成机械能，通过主轴传送给发电机，发电机再将其转换成电能，然后通过输变电设备送向使用者。当使用者负荷变化时，通过调速器控制的接力器，操纵导水机构，调节水轮机流量，使水轮机出力与负荷相适应。

水轮发电机组的结构特点

大型或巨型轴流式水轮发电机组的结构一般采用立式布置。如图2所示，水轮发电机组主要由发电机和水轮机这两部分组成的，上面是机组发电机部分，下面是水轮机部分。发电机部分由主轴、转子支臂、磁极和磁轭组成。发电机部分和水轮机部分通过发电机轴和水轮机轴等轴段连接形成一个整体。

立式水轮发电机组布置有2个或3个导轴承，用于承受轴系上各种径向不平衡力，使机组轴线在规定范围内摆动。它们跟推力轴承一起作为主轴的边界条件，推力轴承主要用来承受整个机组的重量和轴向水推力，并把它们传递给机架。大型水轮发电机组的导轴承大多采用分块瓦结构。分块瓦结构又可以分为可倾瓦和固定瓦，水导轴承一般采用可倾瓦，上导轴承和下导轴承可采用可倾瓦，也可采用固定瓦。

导轴承的工作状态跟卧式机组的径向轴承大不一样，卧式机组的径向轴承要承受机组的重量，轴颈在轴承中的位置是相对比较固定的，所以卧式机组的径向轴承所受的都是固定的静载荷，都是转速和负荷为常数的稳态轴承。而导轴承的转速虽然是固定的，但轴颈在导轴承中的位置并不是固定的，导轴承所要承受的是动载荷(质量不平衡力、水力不平衡力、电磁拉力等)，所以导轴承是非稳态轴承。

大型水轮发电机组主轴多采用两端带法兰的结构形式，如图2所示，水轮机轴和发电机轴是通过法兰连接起来的。水轮发电机组的转轴一般是空心轴，这样，不仅可大大减轻主轴的重量，提高轴的刚度和强度，而且可以消除轴心部分组织疏松等缺陷。