popsci---3.26.2010

这种无齿轮发电机由巨大的环形磁铁和176英尺长的风叶组成，利用海边强劲的风力进行发电。

这是通用公司设计的新一代近海风力发电机

旋翼直径：360英尺。塔高：300英尺。{zd0}功率：4兆瓦

尽管美国沿岸地区的风力资源非常丰富，xx转化出的电能可以满足四个多美国的需求，然而，为了造出捕捉风能最理想的近海风力发电机，世界各地正在你追我赶。全球制造商的试验工作按技术可两为两类：其一，为了捕捉到更多的风力，把叶片做得更长；另一类是简化传动装置（包括开发新型发电机），以降低日后昂贵的维修成本。通用电气公司即将推出的这款风力发电机，则融合了两者的优点，预计将于2012年并入电网。

会扭转的风叶：

众所周知，发电机的风叶越长，能捕捉到的风就越多，发出的电也约多。“因此，只要有可能，我们总是尽量把风叶做得长些，”通用电气公司的工程师加里·默瑟先生说。“但问题是，风叶会变得越来越沉重和容易变形。”这些缺点，再加上风势的强大推力，会导致风叶扭曲，机器会不堪负担，甚至会伤及塔身。因此，通用电气公司有针对性地设计出一种风叶，它会随着风力的加大而向后扭转，{zd0}可以弯曲约8英尺。当强风吹到风叶的{jd0}时，叶片会沿着弧线作轻微的扭转，摆脱掉部分大风的冲击，即便如此，风叶仍然可以捕捉到大部分的风力。

通用电气公司研发的轻型风叶长176英尺，比普通的大约长40%，但形状更加符合空气动力学原理。风叶直接与动力传动系统连接，甩掉了包括变速箱在内的许多传动部件，后者往往容易产生断裂事故或造成能量损失。于是一套直接传动装置代替了齿轮变速箱，{yj}性磁铁取代了电磁铁，后者每次开始工作少不了起动刷、线圈和来自电网的电源。目前他们研制的风叶和传动系统分别在荷兰和挪威接受测试。由于把以上两者的优势结合了起来，因此可以比传统机器多捕获25%的风力，还将导致其工作时间增加，4兆瓦的潜力可以得到充分的挖掘，xx能够满足1000户家庭的用电需求。

新型风力发电机的设计亮点

发电机：这台90吨重的发电机，通过旋转产生电流的环型磁铁直径近20英尺。如此大的直径即使在缓慢转动（8至20转数/分钟），也能产生强大的电力，因此不需要像千兆瓦级发电机那样，需要借助齿轮箱把速度加快到每分钟数千转。“省去了变速箱，也就意味着不需要更换机油了，”通用电气公司的工程师加里·默瑟介绍说。

电气线路：利用整流装置稳定电流的变化频率，此外通过变压器把690伏特的电压提升到超过22000伏特，大大提高了电流长途输送的效率。

间距控制：为了{zd0}限度地根据风速变化提升发电效率，新型风力发电机上的控制器每秒钟都能够对每一片风叶进行任何角度的调整。它甚至可以指挥风叶避开危险性大的强风，防止功率过载或硬件受到损坏。

风叶特点：风叶的关键部位由轻质、强度高的碳纤维替代传统的玻璃纤维，结果是重量得到减轻而强度却增加了。除此之外，平展而不是锥型的边缘大大提升了发电效率。

发电的过程

1。风叶位置的设定

装在新型风力发电机上的风向传感器会根据采集的数据，指挥偏航驱动马达调整方向，让发电机正面对着来风；同时间距控制装置会根据风速旋转安装在轴承上的风叶，保持在{zj0}角度。

2。风力的捕获

当风速达到每小时7至70英里时，便可驱动安装着三片风叶的转子旋转。钢质的转子长23英尺，固定在两只滚珠轴承上，工作时由它把机械能传递给发电机。

3。电能的产生和输送

工作时，转子带动发电机的钕磁铁在固定的线圈内旋转，把电流输入线圈，接着电路对电流的频率和电压进行调整，{zh1}把电流送入电网。