Sen ekstera elektra fonto, ventturbino povas generi elektron en la jenaj manieroj:
I. Principo de veturado per vento
Konverto de ventenergio al mekanika energio
La palaĵoj de ventturbino estas disegnitaj en specifa formo. Kiam la vento blovas super la palaĵoj, pro la speciala formo de la palaĵoj kaj la principoj de aerodinamiko, la kineta energio de la vento estas konvertita al la rotacia mekanika energio de la palaĵoj.
Ekzemple, la palaĵoj de granda ventturbino kutime estas kelkajn dekmetrojn longaj kaj havas formon similan al aviadila flugilo. Kiam la vento blovas je certa rapido super la palaĵoj, la fluvelocoj sur la supraj kaj subaj surfacoj de la palaĵoj malsamas, do generante presdiferencon kaj puŝante la palaĵojn rotaci.
Transdonado de mekanika energio per transdonadsistemo
La rotacio de la palaĵoj estas transdonata al la rotor de la generilo tra la transdonadsistemo. La transdonadsistemo kutime inkluzivas komponantojn kiel ŝanĝradon kaj transdonadŝafon. Ĝia funkcio estas konverti la malrapidan, alt-momentan rotacion de la palaĵoj al la rapidan, malalt-momentan rotacion postulatan de la generilo.
Ekzemple, en iuj ventturbinoj, la ŝanĝrado povas pliigi la rotacian rapidon de la palaĵoj je plurdekoble aŭ eĉ centoble por kontentigi la rapidpostulojn de la generilo.
II. Funkciaprincipo de la generilo
Genero de elektra energio per elektromagnetinduko
Ventturbinoj kutime uzas asinkronajn generilojn aŭ sinkronajn generilojn. Sen ekstera elektra fonto, la rotor de la generilo rotacas sub la impeto de la palaĵoj, tranĉante la magnetkampen en la statorkateno kaj do generante induktitan elektromotivigon.
Laŭ la leĝo de elektromagnetinduko, kiam konduktoro moviĝas en magnetkampo, induktita elektromotivigo estas generata je la du finoj de la konduktoro. En ventturbino, la rotor de la generilo estas ekvivalenta al konduktoro, kaj la magnetkampo en la statorkateno estas generata de permanentmagnetoj aŭ eksitkatenoj.
Ekzemple, la rotor de asinkrona generilo havas kunikolstrukturon. Kiam la rotor rotacas en la magnetkampo, la konduktoroj en la rotor tranĉas la magnetkampen kaj generas induktitan koranton. Tiu induktita koranto tiam generas magnetkampen en la rotor, kiu interagadas kun la magnetkampo en la statorkateno, do kaŭzante la daŭran rotacion de la rotor.
Selksito kaj tenskonstruado
Por iuj sinkronaj generiloj, tenskonstruado per selksito estas postulata por etabli la inicialan magnetkampen. Selksito kaj tenskonstruado signifas uzi la restan magnetismon de la generilo kaj la armaturreakton por etabli la eldonan tension de la generilo sen ekstera elektra fonto.
Kiam la rotor de la generilo rotacas, pro la ekzisto de restmagnetismo, malforta induktita elektromotivigo estas generata en la statorkateno. Tiu induktita elektromotivigo pasas tra la rektigilo kaj regilo en la eksitcirkvito por eksiti la eksitkateno, do forta la magnetkampen en la statorkateno. Kun la pligrandiĝo de la magnetkampo, la induktita elektromotivigo graduale pligrandos ĝis atingas la norman eldonan tension de la generilo.
III. Energielordonado kaj kontrolado
Energielordo
La elektra energio generata de la generilo estas transdonata al la elektra reto aŭ lokaj ŝarĝoj tra kaboloj. Dum la transdonproceso, ĝi bezonas esti altegita aŭ malaltegita per transformilo por kontentigi malsamajn tenspostulojn.
Ekzemple, la elektra energio generata de grandaj ventturbinoj kutime bezonas esti altegita per altegtransformilo antaŭ ol ĝi povas esti konektita al la alta-tensreto por longdistanca transdonado.
Kontrolo kaj protekto
Por sekuri la sekuran kaj stabilan funkciadon de la ventturbino, ĝi devas esti kontrolata kaj protektata. La kontrolsistema povas regi la angulon de la palaĵoj, la rotacian rapidon de la generilo, ktp. laŭ parametroj kiel ventrapideco, ventaliro, kaj generileldonpotenco por atingi la plej bonan energiigenefikecon kaj protekti la equipaĵon.
Ekzemple, kiam la ventrapideco estas tro alta, la kontrolsistema povas regi la angulon de la palaĵoj por malpliigi la forton portitan de la palaĵoj por eviti ke la ventturbino estu damaĝita pro superŝarĝo. Samtempe, la kontrolsistema ankaŭ povas monitori parametrojn kiel la eldonan tension, koranton, kaj frekvencan de la generilo. Kiam abnormaj kondiĉoj okazas, ĝi povas interrompi la elektran provizon tempe por protekti la sekurecon de la equipaĵo kaj personaro.
