如何选择适合小型风电机组的叶片、变速箱、发电机、塔架及其他部件？

风力发电机组的主要部件有叶片、变速箱、发电机、塔架及其他部件组成。

（一）风轮叶片的选择

1.风轮叶片的结构

风轮是由1～3个叶片组成，它是风力机从风中吸收能量的部件。叶片一般采用非金属材料制成，叶片常见的结构有如下几种形式：

（1）实心木质叶片。

（2）使用管子做受力梁，用泡沫材料、轻木或其他材料做中间填料，并在表面包玻璃钢。

（3）叶片用管状梁、金属肋条和蒙皮组成。

（4）叶片用管状梁和具有气动外形的玻璃钢蒙皮做成。

常见的叶轮及叶片如图3-2-3所示。

图3-2-2　风力发电机组叶片的典型结构

图3-2-3　常见的叶轮及叶片

2.叶片的材料

叶片是用加强玻璃塑料（GRP）、木头和木板、碳纤维强化塑料（CFRP）、钢和铝构成的。对于小型的风电机组，如叶轮直径小于5m，选择材料通常关心的是效率而不是重量、硬度和叶片的其他特性。对于大型风机，叶片特性通常较难满足，所以对材料的选择更为重要。世界上大多数大型风力机的叶片是由GRP制成的。这些叶片大部分是用手工把聚酯树脂敷层，和通常制造船壳、园艺、游戏设施及世界范围内消费品的方法一样。其过程需要很高的技术水平才能得到理想的结果，并且如果对重量要求不严格，比如对于长度小于20m的叶片，设计并不很复杂。不过有很多很先进的利用GRP的方法可以减小其重量，增加其强度。玻璃纤维要较精确地放置，如果把它放在预浸片材中，使用高性能树脂，如控制环氧树脂比例，并在高温下加工处理。当今，简单的手工铺放聚酯，通过认真地选择和放置纤维，为GRP叶片提供了降低成本的途径。

3.风轮叶片的功率调节方式

叶片工作的条件十分恶劣，它要承受高温、暴风雨、暴风雨（雪）、雷电、盐雾、阵（飓）风、严寒、沙尘暴等的袭击。由于处于高空，在旋转过程中，叶片要受重力变化的影响以及由于地形变化引起的气流扰动影响，其受力变化十分复杂。当风力达到风电机组的设计额定风速时，在风轮上就要采取措施以保证风力发电机的输出功率不会超过允许值。风电机组在达到运行的条件时，并入电网运行，随着风速的增加和降低，发电功率发生变化；机组所有状态都被控制系统监视着，一旦某个状况超过计算机程序中的预先设定值，机组将停止运行或紧急停机。机组的运行过程为：达到启动风速开始启动，达到切入风速并网，达到额定功率时将进行调节（如失速方法或变桨距方法），当达到停机（切出）风速时，机组将停止运行，直到风速回到停机风速以下，机组再恢复运行。无论是变桨距还是失速功率都是通过叶片上升阻力的变化以达到发电输出功率稳定而不超过设定功率的目的，从而保证机组不受损害，机组不应长期在超功率下运行。

（1）定桨距失速调节。定桨距确切地说应该是固定桨距失速调节式，即机组在安装时根据当地风资源情况，确定两个桨距角度，按照桨距角度安装叶片。风轮在运行时叶片的角度不再改变，如果感到发电量明显减小或经常过功率，可以随时进行叶片角度调整。

定桨距风力机一般装有叶尖刹车系统，当风力发电机需要停机时，叶尖刹车打开，当风轮在叶尖（气动）刹车的作用下转速低到一定程度时，再由机械刹车使风轮刹住直至静止。当然也有极个别风力发电机没有叶尖刹车，但要求有较昂贵的低速轴刹车以保证机组的安全运行。定桨距失速式风电机组的优点是轮毂和叶根部件没有结构运动部件，费用低，因此控制系统不必设置一套程序来判断控制变桨距过程。在失速的过程中功率的波动小。但这种结构也存在一些先天的问题，叶片设计制造中，由于定桨距失速叶宽大，机组动态载荷增加，要求一套叶尖刹车，在空气密度变化大的地区，在季节不同时输出功率变化很大。兆瓦级以上大型风电机组很少应用定桨距失速调节。综上所述，两种功率调节方式各有优缺点，适应范围和地区不同，在风电场风电机组选择时，应充分考虑不同机组的特点以及当地风资源情况，以保证安装的机组达到最佳出力效果。

（2）变桨距角调节。变桨距风力机是指风轮叶片的安装角度随风速而变化。风速增大时，桨距角向迎风面积减小的方向转动一个角度，相当于增大桨距角从而减小攻角，风力机功率相应增大。在机组出现故障时，需要紧急停机，一般应先使叶片顺桨，这样机组结构中受力小，可以保证机组运行的安全可靠性。变桨距叶片一般叶宽小、叶片轻，机头质量比失速机组小，不需很大的刹车，启动性能好。在低空气密度地区仍可达到额定功率，在额定风速之后，输出功率可保持相对稳定，保证较高的发电量。但由于增加了一套变桨距机构，增加了故障发生的几率，而且处理变距机构中叶片轴承故障难度大。变桨距机组比较适于空气密度低的地区运行，避免了当失速机安装角确定后，有可能夏季发电低，而冬季又超发的问题。变桨距机组适合于额定风速以上风速较多的地区，这样发电量的提高比较显著。

（3）变转速运行。变转速控制就是使风轮跟随风速的变化相应改变其旋转速度，以保持基本恒定的最佳速比。

相对于恒转速运行，变转速运行有以下优点：

1）具有较好的效率。可使桨距角调节简单化，变转速运行放宽对桨距角控制响应速度的要求，降低桨距角控制系统的复杂性，减小峰值功率要求。低风速时，桨距角固定，高风速时，调节桨距角限制最大输出功率。

2）能吸收阵风能量。阵风时风轮转速增加，把阵风风能余量存储在风电机组转动惯量中，减少阵风冲击对风电机组带来的疲劳损坏，减少机械应力和转矩脉动，延长机组寿命。当风速下降时，高速运转的风轮动能便释放出来变为电能送给电网。

3）系统效率高。变转速运行风力机可以在最佳速比、最大功率点运行，提高了风力机的运行效率，与恒转速、恒频风电系统相比，年发电量一般可提高10%以上。

4）改善功率品质。由于风轮系统的柔性，减少了转矩脉动，从而减少了输出功率的波动。

5）减小运行噪声。低风速时风轮处于低转速运行状态，使噪声降低。

对于某设计风速有一最佳的转速，风速越高，最佳的转速越高，这是风轮机设计的关键点。定桨距和变桨距两种功率调节方式比较见表3-2-1。

表3-2-1　两种功率调节方式比较

（二）齿轮箱的选择

1.齿轮箱的作用

风电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。根据机组的总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴（俗称大轴）与齿轮箱合为一体，也有将大轴与齿轮箱分别布置，其间利用涨紧套装置或联轴节连接的结构。为了增加机组的制动能力，常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置，配合叶尖制动（定桨距风轮）或变桨距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。

由于机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，加之所处自然环境交通不便，齿轮箱安装在塔顶的狭小空间内，一旦出现故障，修复非常困难，故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求。例如，对构件材料的要求，除了常规状态下机械性能外，还应该具有低温状态下抗冷脆性等特性；应保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击；保证充分的润滑条件等。对冬夏温差巨大的地区，要配置合适的加热和冷却装置，还要设置监控点，对运转和润滑状态进行遥控。

2.常见的齿轮箱结构

常见的齿轮箱结构如图3-2-4所示。

图3-2-4　齿轮箱结构图

（1）二级斜齿。

（2）一级行星，二级平行轴结构。

（3）斜齿加行星轮结构。

不同形式的风电机组有不一样的要求，齿轮箱的布置形式以及结构也因此而异。在风电界水平轴风电机组用固定平行轴齿轮传动和行星齿轮传动最为常见。

3.齿轮箱的润滑及冷却方式

齿轮箱的润滑十分重要，良好的润滑能够对齿轮和轴承起到足够的保护作用。为此，必须高度重视齿轮箱的润滑问题，严格按照规范保持润滑系统长期处于最佳状态。齿轮箱常采用飞溅润滑或强制润滑，一般以强制润滑为多见。因此，配备可靠的润滑系统尤为重要。润滑系统的线路是电动齿轮泵从油箱将油液经滤油器输送到齿轮箱的润滑管路，对各部分的齿轮和传动件进行润滑，管路上装有各种监控装置，确保齿轮箱在运转时不会出现断油。

（三）发电机的选择

发电机分直流发电机和交流发电机两种。

1.直流发电机

直流发电机从原理上也可分为两种。一种是永磁直流发电机，它的定子磁极是永磁体，转子绕组在磁场中转动产生的电流经换向器、炭刷输出直流电，电压分别为12V、24V、36V等，这种直流发电机常用在微、小型风力机上。另一种大中型直流发电机其定子磁极是由几组镶嵌在定子槽内的绕组通入直流电形成的，直流电输出与前者相同。图3-2-5所示为定子直流励磁的直流发电机。

图3-2-5　直流发电机

1—轴；2—端盖；3—换向极；4—出线盒；5—接线板；6—换向器；7—刷架；8—主磁极；9—电枢；10—基座；11—风扇

图3-2-6　励磁机励磁交流发电机

1—轴；2—轴承；3—端盖；4—励磁机转子；5—励磁机端盖；6—轴承；7—励磁机定子；8—发电机风扇；9—发电机转子；10—发电机定子；11—励磁机风扇

2.交流发电机

交流发电机用途广泛，按不同的励磁方式分很多种。

交流发电机有三相和单相交流发电机，两相交流发电机极少。

交流发电机是从定子绕组输出交流电，其转子是旋转磁极，转子绕组通以直流电形成磁极，形成磁极的过程称为励磁，其励磁方式有多种。

图3-2-6所示为励磁机励磁的交流发电机（也称无刷交流发电机）的结构示意图。

3.交流发电机的分类

交流发电机有同步、异步、自动调频和永磁交流发电机等。

（1）同步交流发电机。当发电机转子被外动力（如风力机、水轮机、汽轮机等）拖动转动并对转子绕组通以励磁直流时，转动的转子与定子之间的气隙中就产生旋转磁场，它按正弦规律变化，称作主磁场。当主磁场切割定子绕组时，在定子的绕组中便产生正弦交流电动势。当发电机带上负载时，在定子绕组中通过的电流也在气隙中产生旋转磁场，称为定子磁场或电枢磁场。所谓同步发电机，就是电枢磁场的旋转速度与主磁场的旋转速度始终保持相同，即始终同步的发电机。电枢磁场的旋转速度称为同步转速。

式中　nD——同步发电机转速，r/min；

f——同步发电机交流电动势频率，Hz；

p——同步发电机极对数。

（2）异步发电机。交流发电机的电枢磁场的旋转速度落后于主磁场的旋转速度，这种交流发电机称异步交流发电机。异步交流发电机只要频率接近电网频率就可以并网，但当频率低于电网频率时，异步发电机变成电动机，由电网的电力驱动发电机转动，此种现象称为逆功率，异步发电机并网应安装逆功率切换装置。

（3）自动调频交流发电机。自动调频交流发电机就是在转子上安装一套电子装置来改变转子的电磁极，使其在任何转速下发出的电都能得到恒定的频率。这套电子装置虽然价格较高，但使调速装置大大简化，所以这种调频发电机在风力机的应用中得到重视。

（4）永磁交流发电机。永磁交流发电机就是用永磁体作为发电机的磁极的交流发电机。在世界上，一些工业发达国家早已开始研究采用永磁体作为发电机的磁极，这样可以省去转子绕组、励磁机、整流装置或转子绕组、炭刷、换向器、励磁用电源及节省电能。但目前都限于微型和小型发电机，电压大部分在220V以内。

（5）有刷交流发电机。有刷交流发电机就是利用炭刷、滑环将转子绕组所需励磁的直流电供给转子绕组的交流发电机。励磁用的直流电可以是发电机本身3次谐波绕组的交流电，也可以是电网交流电经整流、调整后供给。

（6）无刷交流发电机。无刷交流发电机就是转子所需要的励磁直流电由励磁机转子发出的交流电经硅二极管整流后供给的。励磁机安装在主发电机之后，励磁机转子与主发电机转子同轴，并且整流装置也都固定在轴上，从而省去了炭刷、滑环，故称无刷交流发电机，也称励磁机发电机。

4.常用交流发电机

（1）有刷励磁交流发电机。

1）晶闸管直接可控励磁。就是将交流发电机发出的交流电通过晶闸管整流，并经炭刷、滑环送给主发电机的转子励磁。当发电机开始运转时，转子没有建立起磁场，交流发电机不能发电，需另有直流电源励磁。一旦发电机发电，便可使用晶闸管直接可以控制励磁而切断起励用直流电源。励磁电流大小的调整是利用晶闸管导通角的调整来控制的。晶闸管直接可控励磁的主线路电路原理图如图3-2-7所示。

这种励磁方式体积小、重量轻、调压精度高、励磁损失小，但在短路时没有短路维持电流，尚需加电流复励或短路电流维持装置。

2）3次谐波励磁。是在发电机定子槽中附加一组谐波绕组，将谐波功率利用起来供给发电机励磁。当负载电流流经电枢绕组时所产生的3次谐波与主磁极所产生的3次谐波相位相同：两者叠加后互相增强，从而使谐波绕组中感应的3次谐波电动势增大，使励磁电流增大，从而使发电机电压升高，这就能在一定程度上补偿发电机在感性负载下由于电枢反应造成的端电压下降，达到电压自动调节的作用。(https://www.xing528.com)

3次谐波励磁的优点是结构简单，造价便宜，静态和动态性能都较好。缺点是并网的稳定性较差，易产生振荡及3次谐波引起的波形畸变而增大中线电流。在图3-2-8中，V1～V6及VT1和VT2组成测量、比较及控制电路。

图3-2-7　晶闸管直接可控励磁电原理图

1—发电机定子；2—发电机定子绕组；3—发电机转子；4—自动电压调节器

图3-2-8　晶闸管可控分流3次谐波励磁主电路电原理图

1—发电机定子；2—发电机定子绕组；3—发电机转子绕组；4—3次谐波绕组

当输出电压降低时，单结晶体管把取自前级VT1的电压降低的信号经单结晶体管输出给晶闸管KV1的控制级，使其导通角增大，从而增加了发电机转子的励磁电流和发电机电压升高，反之电压降低，达到发电机电压自动调整的目的。

3）电抗移相相复励。电抗移相相复励如图3-2-9所示。

图3-2-9　电抗移相相复励电原理图

1—发电机定子；2—发电机定子绕组；3—发电机转子绕组

图3-2-9中T为相复励变压器，有两个电源绕组：其一是电压绕组W1，是经电抗器XK由发电机输出端电压供电，其电流落后于端电压约90°，并且与端电压呈线性关系；其二是电流绕组W2；它与发电机定子绕组串联，直接由发电机定子绕组电流供电。当然这要在发电机带负载的情况下才能有电，所以它反映了发电机负载电流的变化。

此外还有一个输出绕组W3，W3绕组的电流取决于发电机的电压和电流并且与它们的相位有关，W3绕组的电压、电流是受W1和W2的影响，其经V1～V6整流后再经炭刷和滑环给发电机转子励磁。当发电机负载为纯电感性时，发电机电流与电抗器后的电流同相位，合成电流最大，复励电流的增加抵消了cosφ=0的感性无功负载的去磁反应，使发电机输出电压稳定。

当发电机的负载为纯阻性时，电抗器后的电流落后于发电机负载电流约90°，则在W3上所得到的合成电流为最小，这样在cosφ=1的纯电阻性负载下，经V1～V6整流后的电流也小，使发电机升高的电压又回落，从而保证发电机有稳定的输出电压。整个励磁调整过程使发电机在功率因数cosφ=0～1的范围内保持恒定的输出电压，实现电压自动调解。R2是电压输出的手动可变电阻，当手动调节可变电阻阻值变小时，经R1和R2分流变大，供给转子励磁电流变小，发电机输出电压降低，反之电压升高。这种励磁方式可靠、稳定，过载能力强，静态和动态性能较好，能调节无功功率。其缺点是太笨重，起励性和温度补偿性能差。

此外，还有比绕组电抗分流励磁、自并激晶闸管可控励磁等。

（2）无刷励磁交流发电机。是由主发电机和其同轴的一个交流励磁发电机组成。交流励磁发电机转子输出交流电经两级管整流后直接供给主发电机励磁。由于主发电机转子与励磁机转子同轴，所以将整流部件也同时固定在轴上形成统一的转动体，省去了炭刷、滑环，故称无刷励磁。

无刷励磁的电压调整是靠励磁机定子绕组的励磁电流大小来调整的。可以在主发电机输出端取样、放大，送至触发器中，使触发器按主发电机的电压要求去触发晶闸管，用控制晶闸管的导通角来变化交流励磁机定子绕组的励磁电流。励磁机定子绕组的励磁电流又控制励磁机转子所发交流电的电压和电流，而励磁机转子所发的交流电经硅二极管整流后直接为主发电机转子励磁，这样就控制了主发电机转子励磁的电压和电流，实现了主发电机电压的自动调整。无刷励磁的方式很多，这里主要介绍3次谐波无刷励磁。图3-2-10所示为3次谐波晶闸管可控自动调压电原理图。

图3-2-10　3次谐波晶闸管可控自动调压电原理图

1—发电机定子；2—发电机定子绕组；3—发电机转子；4—发电机转子励磁绕组；5—励磁机转子绕组；6—励磁机定子励磁绕组；7—3次谐波绕组

图3-2-10中变压器有两个绕组，星接输出为取样，亦称测量比较，其输出电压正比于发电机输出电压，经整流后给直流放大器VT1。VT1放大后由发射极输出给单结晶体管VT2做小晶闸管KV1的移相触发，小晶闸管KV1再触发大晶闸管KV2，做V15～V20整流后的分流。变压器角接的绕组经V7～V12整流及C4、R12、C5滤波和KV3稳压后做电路的直流电源。

当取样电压较高时，KV2的导通角大，分流大，给励磁机定子励磁电流越小，使励磁机转子交流电压下降，供给主发电机转子的励磁电流减少，使主发电机定子绕组交流电压下降；反之，KV2分流小，供给励磁机定子励磁的电流增大，励磁机转子电流增大，主发电机转子励磁电流增大，使主发电机定子绕组输出交流电压升高，这样的调整过程使主发电机能保持恒定的电压输出。

R3、R4、KV4、KV5组成取样桥，也称比较桥，是对称的桥，从桥中心输出直流信号送至VT1放大，这时VT1相当一个可变电阻，取样桥的输出加在它cd极上，直接控制VT1的基极电流。当VT1的Icd也上升，电流增大，相当于可变电阻变小，C2充电加快，使单结晶体管VT2脉冲前移。相反，则脉冲后移，达到移相触发的目的。V13、V14是接在VT2的发射极与晶闸管的阳极之间的二极管，它起到触发脉冲与晶闸管同步的作用。

无刷励磁还有很多种形式，如直接可控励磁、相复励励磁、3次谐波励磁，3次谐波复励等。

交流发电机设计除励磁方式设计外，还有很多需要设计及计算的项目。比如发电机的功率、效率、定子齿、定子轭、转子齿、转子轭、气隙、定子槽、转子槽、定子绕组、匝数、绕组导线等。同时，还要解决散热方式、对散热面积、流道等进行计算。还要对转子轴进行强度、刚度的计算，选择硅钢片等大量计算、设计工作。

5.独立运行发电系统中的发电机

（1）直流发电机。直流发电机常用在微、小型、中型风力发电机上，直流电压12V＼24V、36V。

（2）永磁发电机，常用在小型风力发电机上，电压一般115V，127V等，有直流，也有交流。

（3）交流发电机。有永磁式、硅整流自励式、电容自励式三种。

6.并网运行风力发电机

所有并网型风力发电机通过三相交流（AC）电机将机械能转化为电能。发电机分为两个主要类型，即同步发电机和异步发电机。

（1）同步电机。同步发电机运行的频率与其所连电网的频率完全相同，同步发电机也被称为交流发电机。

同步电机有以下几种同步并网方法：

1）自动准同步并网。并网满足的条件：①发电机的电压等于电网的电压，并且与电压波形相同；②发电机的电压相序与电网的电压相序相同；③发电机频率与电网频率相同；④并联合闸瞬间发电机的电压相角与电网的电压相角一致。

2）自同步并网。自同步并网就是同步发电机在转子未加励磁，励磁绕组经限流电阻短路的情况下，由原动机拖动，待同步发电机转子转速升高到接近同步转速时，将发电机投入电网，再立即投入励磁，靠定子与转子之间的电磁力的作用，发电机自动牵入同步运行。

（2）异步发电机。异步发电机与同步发电机都有一个不旋转的部件称为定子，这两种电机的定子相似，定子都与电网相连，而且都是由叠片铁芯上的三相绕组组成，通电后产生一个以恒定转速旋转的磁场。尽管两种电机有相似的定子，但它们的转子却完全不同。同步电机中的转子有一个通直流电的绕组，称为励磁绕组，励磁绕组建立一个恒定的磁场锁定定子绕组建立的旋转磁场。因此，转子始终能以一个恒定的与定子磁场和电网频率同步的恒定转速旋转。异步发电机的基本结构有定子、定子铁芯、线圈、转子、转子铁芯、轴、转子绕组、风扇等组成（图3-2-11）。

1）异步电机处于发电的工作状态时，其激励方式有电网电源励磁发电（他励）和并联电容自励发电（自励）两种情况。

a.电网电源励磁发电。是将异步电机接到电网上，电机内的定子绕组产生以同步转速转动的旋转磁场，再用原动机拖动，使转子转速大于同步转速，电网提供的磁力矩的方向必定与转速方向相反，而机械力矩的方向则与转速方向相同，这时就将原动机的机械能转化为电能。在这种情况下，异步电机发出的有功功率向电网输送；同时又消耗电网的无功功率做励磁作用，并供应定子和转子漏磁所消耗的无功功率，因此异步发电机并网发电时，一般要求加无功补偿装置，通常用并列电容器补偿的方式。

b.并联电容器自励发电。并联电容器的连接方式分为星形和三角形两种。励磁电容的接入在发电机利用本身剩磁发电的过程中，发电机周期性地向电容器充电；同时，电容器也周期性地通过异步电机的定子绕组放电。这种电容器与绕组组成的交替进行充放电的过程，不断地起到励磁的作用，从而使发电机正常发电。励磁电容分为主励磁电容和辅助励磁电容：主励磁电容是保证空载情况下建立电压所需要的电容；辅助电容则是为了保证接入负载后电压的恒定，防止电压崩溃而设的。

2）异步发电机的基本原理。

当接入电网时，S为滑差，也称为转差率。

S=（ns-n）/ns

当S＜0时，作为发电机运行；当S＞0时，作为电动机运行。

异步发电机的工作原理如图3-2-12所示。

3）异步发电机的并网方法。

a.直接并网。发电机的相序与电网的相序相同。

b.降压并网。电机与电网之间串接电阻或电抗。

c.通过晶闸管软并网。在电机定子与电网之间每相串入一只双向晶闸管，将并网瞬间的冲击电流控制在允许的限度内。

图3-2-11　异步发电机

通过上述的分析，异步发电机的启动、并网很方便，且便于自动控制，价格低、运行可靠、维修便利、运行效率也较高，因此在风力发电方面并网机组基本上都是采用异步发电机，而同步发电机则常独立运行。

7.低速交流发电机

低速交流发电机应用常见为风力机直接驱动交流发电机。

低速交流发电机的特点为：外形酷似一个扁平的大圆盘，转子磁极数多，采用永久磁体，结构简单，制造方便。

结构型式有水平轴、垂直轴式。

（四）塔架的选择

1.塔架的功用

（1）支撑风电机组的机械部件、发电系统，承受风轮的作用力和风作用在塔架上的力。

图3-2-12　异步发电机工作原理图

（2）具有足够的疲劳强度，能承受风轮引起的振动荷载，包括启动和停机的周期性变化、塔影效应，吸收机组振动。

2.塔架的结构

塔架主要有塔筒状和桁架式两种结构（图3-2-13）。

（1）塔筒状塔架。国外引进及国产机组塔架绝大多数采用塔筒式结构。这种结构的优点是刚性好，冬季人员登塔安全，连接部分的螺栓与桁架式塔相比要少得多，维护工作量少，便于安装和调试。

（2）桁架式塔架。桁架式是采用类似电力塔的结构型式。这种结构风阻小，便于运输，但组装复杂，工作量大，冬季爬塔条件恶劣（图3-2-13）。

3.塔架的与地基的连接

（1）地脚螺栓连接。塔架底法兰螺孔有良好的精度，地脚螺栓强度要高。

（2）地基环。加工短段塔架放入地基，采用法兰对法兰的连接。

4.塔架的选型原则

图3-2-13　风力发电机组塔架

图3-2-14　塔架与地基环的连接

风电机组的塔架除了要支撑风电机组的重量，还要承受吹向风电机组和塔架的风压以及风力机运行中的动载荷。它的刚度和风电机组的振动有密切关系。小型风电机组塔杆可以用拉线来增加抗弯矩的能力。中、大型风电机组塔杆为了运输方便，可以将钢管分成几段。一般圆柱形塔架对风的阻力较小，特别是对于下风向风电机组，产生紊流的影响要比桁架式塔架小。桁架式塔架常用于中小型风电机组，其优点是造价不高、运输方便，但这种塔架会使下风向风电机组的叶片产生很大的紊流。