為什么常見的風機只有3個葉片？

twq19810302

無論是我們對荷蘭大風車的印象，還是根據中國的史料記載，利用風能的風車可以是4個葉片、6個葉片甚至更多，為什么現代利用風力發電的風機基本上都只有3個葉片呢？
3 }9 G1 I+ P1 C
, l$ ]& c  f9 N, E8 x2 |/ g' c4 T5 Y$ C

廣東粵電平遠泗水40兆瓦風電場項目
* K8 G. n. ?  A) j" |6 ~- a

來來來，一起探討其中的奧秘吧

# h/ n% Z& y( E5 `我們知道設計制造和運行風力發電機組，其目的是在同等風資源條件下，以最小的投資獲取最大的收益，說白了就是要盡可能降低風機的成本、最大限度提高發電量。

悠悠風機點綴著粵電湛江豐收公司農業光伏綜合光伏項目

首先，從發電功率的角度進行分析：
# ^6 h4 e- A$ G( j. ]
" F# r0 r7 Z) g/ ?* s) qP（機械功率）=T（轉矩）×n（轉速）/9.55

也就是說機械功率與兩個參數有關，一個是風輪的轉矩，另外一個是風輪的轉速。
# N% ?1 M# m/ \9 j) z
) R: `- Q+ J6 K* R7 c1 B（注：風輪的轉矩，是機械元件在轉矩作用下都會產生一定程度的扭轉變形，故又稱為“扭矩”。簡單的說，就是轉動風輪所需要的力量的大小。）
4 D9 n; f0 ?3 J
2 C* H- b2 |: k) S: \, G在設計功率確定的情況下，風輪轉矩越高，則風輪轉速就越低；風輪轉矩越低，則風輪轉速越高。

5 |7 ~. f+ ]; I+ m

那我們是選擇高轉矩還是低轉矩比較好？‍

, Y# C. b( @* W" R/ ?1 ]5 G在設計功率確定的情況下，獲取同樣的機械功率，轉速越高，葉尖速比就越大，轉矩就越低，制造成本就越低。
) ^8 f8 O, [9 o$ D  d8 |
/ c: H. _3 x+ A% U' B

3 X  o- r4 x" [" P$ }

風機結構圖

/ M' g  S( `* U. w% E- \; G3 q因此我們要盡可能降低轉矩、提高葉尖速比，取得更大的風能利用系數，獲取更大的發電量。
9 L$ j# _6 X. ?: ~# ?
轉矩是隨著葉片數量的增加而增加。在實際應用中，3個葉片與4個葉片或更多葉片相比，3個葉片的轉矩是最低的。葉片越少，轉速越高，葉尖速比就越高。

) V- Y5 V0 V, B8 A. g! }

那2個葉片的風機

& G3 x( e* ?6 t+ l' _; ]

不是轉速越高、葉尖速比越高？
7 \5 y( N  }$ Z0 r

4 m* f( V& o0 G/ n

2個葉片的風機

當然。但我們需要考慮的是：雖然使用2個葉片可以獲取最大的葉尖速比，但是發電效率卻下降了，因為使用2個葉片的轉矩較低，而在低風速下，較低的轉矩達不到發電的轉速，就沒有功率輸出。
5 w7 P- C0 Y, W/ N% Q. B

5 _# D+ q% Q; l- b

其次，葉片越少，額定轉速越高，轉速高到一定程度，葉尖的圓周線速度很大，引起風阻也大，阻力矩限制了發電功率和轉速的進一步提高。

另外，2個葉片的風機又由于葉片間空隙大，所以捕風效率不如3個葉片的風機。為了提高捕風效率，2個葉片風機的轉子轉速通常比3個葉片高，也會使風機噪音增大、視覺影響放大。

中航象州百丈50兆瓦風電項目
  {! |# ?- G) l3 X  j

% S7 }7 M4 b; ]* R

所以，葉片太少也不好。

那4個葉片甚至更多葉片的風機呢？
7 t0 D; f9 L  S0 Y

1 t- P# E1 |& Q, C8 i

3個葉片便于風機保持平衡，當葉片數目過多，風機平衡起來較困難，而且造價高。多葉風機由于阻力較大，會產生干擾葉片旋轉的不利因素，降低能量的轉化率。


所以，使用3個葉片的風機可以獲得最佳葉尖速比，進而實現最大限度的能量獲取，實現最大發電效率，同時具有好平衡、低成本的優點，經過長時間的驗證，3個葉片的風機便成了如今最普遍的風機形式。
( A  C: X; H8 u* E' _. O4 G: K. [


, }; N; ~  a) z2 S; u& {7 f, u) TSo，我們的答案就是：

3 \/ N4 k8 n9 w' E9 [  m風力發電機組采用3個葉片的形式，實現了機械穩定性、發電效率、制造和安裝可行性以及成本和收益的最佳平衡，為實際運用最佳實施方案。

1 Q" k# M. J2 |  s! v
0 g) M$ J. H2 h. k: h! x
1 o; v/ O! t4 W5 W, j6 v

平凡yjr

shentu

三片式屬于格局（功率）小了。

西斜

一片吧不平衡，兩片正好就是振動不好，三片平衡和振動綜合還行；再多點呢，再多成本就高了；這個我瞎說的

702736

一片不平衡，2片高速好，低速3片就夠了