CN111472927A - 一种主动减负的大型风力发电机叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种主动减负的大型风力发电机叶片，它属于风力发电设备技术领域。本发明的目的是解决现有方法存在的叶片承受的风载荷未有效降低和强风下风力发电机叶片易折断的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种主动减负的大型风力发电机叶片，包括风力机叶片和控制线路，其中：它还包括若干结构风扇，所述结构风扇设在风力机叶片中，所述控制线路设在风力机叶片内并与内壁贴合，所述控制线路的一端与若干结构风扇连接，另一端与控制器连接。所述结构风扇由扇叶、扇叶固定螺母、扇叶架、夹紧螺钉、电机、支架和结构框架组成。本发明具有调整风力机叶片前掠翼区域与后掠翼区域间的压力差，改变叶片结构承受的载荷等优点。

Description

一种主动减负的大型风力发电机叶片
技术领域
本发明涉及一种主动减负的大型风力发电机叶片，它属于风力发电设备技术领域。
背景技术
随着大型风力发电机单机装机容量的增加，叶片尺寸及自重也在增大，则风力机的启动功率及叶片在危险风速下折断的概率也会提高。现有解决方案多偏向于提高锁紧盘的轴向力抑制叶片在危险风速时的旋转，以及叶片材料的轻量化并提高材料的强度，以降低叶片的自重，实现叶片抗折断的目的。上述方案存在的技术问题是：叶片承受的风载荷未有效降低，其强风下折断概率较高。
发明内容
本发明的目的是解决现有方法存在的叶片承受的风载荷未有效降低和强风下风力发电机叶片易折断的技术问题，提供一种主动减负的大型风力发电机叶片。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种主动减负的大型风力发电机叶片，包括风力机叶片和控制线路，其中：它还包括若干结构风扇，所述结构风扇设在风力机叶片中，所述控制线路设在风力机叶片内并与内壁贴合，所述控制线路的一端与若干结构风扇连接，另一端与控制器连接。
进一步地，所述结构风扇由扇叶、扇叶固定螺母、扇叶架、夹紧螺钉、电机、支架和结构框架组成，所述扇叶通过扇叶固定螺母轴向均布的装在扇叶架上；所述扇叶架通过夹紧螺钉装在电机轴上，所述电机与支架的一端通过螺栓连接在一起，所述支架的另一端通过螺栓与结构框架7连接；所述结构框架与风力机叶片采用焊接的方式固定在风力机叶片中。
本发明的有益效果是：
本发明利用扇叶工作的原理，即伯努利原理，在扇叶上方形成局部真空，前掠翼区域与后掠翼区域形成压力差，推动结构风扇运动，进而带动风力机叶片及风力发电机旋转，达到调整风力机叶片及发电机载荷的目的。当风力发电机启动时，叶片自身前后掠翼区域形成的压力差与结构风扇运行时扇叶的压力差叠加，使叶片前后掠翼区域的压力差增大，降低了启动载荷，有助于风力发电机的启动；当风力发电机处于危险风速时，结构风扇反转，降低叶片前后掠翼区域形成的压力差，有效减小叶片承受的风载荷，避免叶片在强风环境中的断裂。与背景技术相比，本发明具有调整风力机叶片前掠翼区域与后掠翼区域间的压力差，改变叶片结构承受的载荷，避免叶片因瞬时、局部过载造成的裂痕及折断，实现叶片转速及风力发电机输出功率的平稳过度等优点。
说明书附图
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明结构风扇的上部结构示意图；
图3是本发明结构风扇的下部结构示意图；
图中：1-扇叶，2-扇叶固定螺母，3-扇叶架，4-夹紧螺钉，5-电机，6-支架，7-结构框架，8-风力机叶片，9-控制线路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本实施例中的一种主动减负的大型风力发电机叶片，包括风力机叶片8和控制线路9，其中：它还包括若干结构风扇，所述结构风扇设在风力机叶片8中，所述控制线路9设在风力机叶片8内并与内壁贴合，所述控制线路9的一端与若干结构风扇连接，另一端与控制器连接。
如图2和图3所示，所述结构风扇由扇叶1、扇叶固定螺母2、扇叶架3、夹紧螺钉4、电机5、支架6和结构框架7组成，所述扇叶1通过扇叶固定螺母2轴向均布的装在扇叶架3上；所述扇叶架3通过夹紧螺钉4装在电机5轴上，所述电机5与支架6的一端通过螺栓连接在一起，所述支架6的另一端通过螺栓与结构框架7连接；所述结构框架7与风力机叶片8采用焊接的方式固定在风力机叶片8中。
本发明的工作原理为：
①风力发电机启动前，先通过控制线路9开启结构风扇，送风方向与风力机叶片8旋转方向相反，并且沿风力机叶片展长方向由叶根至叶尖各结构风扇的送风量呈递减趋势分布。结构风扇稳定运行后再启动风力发电机，此过程有助于风力机的启动运转，降低发电机的启动功率，达到快速启动的目的。
②风力发电机停机前，先通过控制线路9开启结构风扇，送风方向与风力机叶片8旋转方向相同，并且沿风力机叶片展长方向由叶根至叶尖各结构风扇的送风量呈递增趋势分布。结构风扇稳定运行后再通过锁紧盘对风力发电机进行制动，此过程有助于风力机的减速，降低锁紧盘的制动功率，达到快速降速停机的目的。
③若风力发电机处于危险风速环境，停机过程同②所述，可根据环境风速情况通过控制线路9调整变频结构风扇的送风量，停机后仍可运行结构风扇。在此过程中，运行结构风扇将起到调整风力机叶片整体载荷的作用，避免风力机叶片的应力集中产生裂痕折断的危险。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种主动减负的大型风力发电机叶片，包括风力机叶片(8)和控制线路(9)，其特征在于：它还包括若干结构风扇，所述结构风扇设在风力机叶片(8)中，所述控制线路(9)设在风力机叶片(8)内并与内壁贴合，所述控制线路(9)的一端与若干结构风扇连接，另一端与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种主动减负的大型风力发电机叶片，其特征在于：所述结构风扇由扇叶(1)、扇叶固定螺母(2)、扇叶架(3)、夹紧螺钉(4)、电机(5)、支架(6)和结构框架(7)组成，所述扇叶(1)通过扇叶固定螺母(2)轴向均布的装在扇叶架(3)上；所述扇叶架(3)通过夹紧螺钉(4)装在电机(5)轴上，所述电机(5)与支架(6)的一端通过螺栓连接在一起，所述支架(6)的另一端通过螺栓与结构框架(7)连接；所述结构框架(7)与风力机叶片(8)采用焊接的方式固定在风力机叶片(8)中。
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