CN101825070A - 一种风力发电机叶片结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机叶片结构，该叶片结构包括耗风孔、挡板、D型钢纵梁、弹性铰链、长钢丝、短钢丝、有孔挡板、耗风孔盖板和挂钩。其中在叶片的轴线方向迎风面积较大的地方设有多个耗风孔，耗风孔盖板的一边与D型钢纵梁通过弹性铰链连接；在耗风孔盖板的中间设有挂钩，短钢丝两端分别与耗风孔盖板的中间的挂钩连接；长钢丝的一端与短钢丝的中间连接，另一端与叶片叶根处的电机相连。本发明可以降低风轮的能量捕获，使风轮转速保持在额定值以下。同时减少叶片承受负荷和整个风力机收到的冲击，保证风力机不受到损害。

Description

一种风力发电机叶片结构
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机风叶结构。
背景技术
随着人类对生态环境的要求和对能源的需要，风能的开发开发日益受到重视，风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风能作为可再生能源的一种，在中国的储藏量相当丰富。随着人们对风力发电认识的不断提高和小型风力发电技术的不断成熟，其应用领域也越来越广泛。
风力发电机是利用自然界中的风能使之转化为电能的发电装置。风力发电机组工作在一定的风速范围内，在很多的情况下，要求风力机不论风速如何变化，转速总保持恒定或不超过某一限定值。风力发电机组在超过额定风速以后，由于机械强度和发电机、电力电子容量等物理性能的限制，必须降低风轮的能量捕获，减少叶片承受负荷和整个风力机收到的冲击，使功率输出保持在额定值附近，保证风力机不受到损害。风速是一个随机性很大的量，随时间和季节的变化都可能发生变化，甚至瞬息万变。风中能量的公式：W＝1/2ρv3F式中，W为风功率，kg·m2/s3；ρ为空气密度，kg·m3；v为风速，m/s；F为空气流过的截面面积，m2。从此式可以看出，风能的大小与气流通过的面积、空气密度和气流速度的立方成正比。风速增加一倍，风能可以增大八倍，如此惊人的能量变化，对风力发电机的可靠性等提出了极高的要求。目前的功率方式主要可分为失速调节和变桨距两种。失速调节虽然结构简单，维护方便，但机舱较重，运输及吊装难度大，基础大、成本高；变桨距结构受力最小，主机及塔架重量轻，运输及吊装难度小，但变桨距的系统结构复杂，故障率稍高，对运行、管理人员素质要求较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种风力发电机叶片结构，能自动调节迎风面积即转速、从而使叶轮转速比较稳定。本发明涉及的新型叶片为叶片打孔结构，即沿叶片的轴线方向迎风面积较大的地方打孔，以减少叶片的迎风面积，来达到降低风速的目的。
本发明的技术方案是这样解决的：该叶片结构包括耗风孔、叶片主体、挡板、D型钢纵梁、弹性铰链、长钢丝、短钢丝、有孔挡板、耗风孔盖板和挂钩，在叶片主体的轴线方向迎风面积大的地方设有多个耗风孔，耗风孔盖板的一边与D型钢纵梁通过弹性铰链连接，在耗风孔盖板的中间设有挂钩，短钢丝两端分别与耗风孔盖板的中间的挂钩连接。
在耗风孔四周布置挡板和有孔挡板，呈对称布置，长钢丝与短钢丝分别从有孔挡板中穿过。
采用本发明降低风轮的能量捕获，使叶轮转速保持在额定值以下。同时减少叶片承受负荷和整个风力机收到的冲击，保证风力机不受到损害。
附图说明
图1本发明的结构示意图；图2是图1A-A叶片径向截面示意图；图3是图1B-B叶片轴向(耗风孔关闭)截面示意图；图4是叶片轴向(耗风孔开启)截面示意图；图中的标号分别表示：1、耗风孔；2、叶片主体；3、挡板；4、D型钢纵梁；5、薄板肋梁；6、泡沫塑料；7、玻璃钢蒙皮；8、弹性铰链；9、长钢丝；10、短钢丝；11、有孔挡板；12、耗风孔盖板；13、挂钩。
下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。
具体实施方式
参照图1-4所示，该叶片结构包括耗风孔1、挡板3、D型钢纵梁4、薄板肋梁5、泡沫塑料6、玻璃钢蒙皮7、弹性铰链8、长钢丝9、短钢丝10、有孔挡板11、耗风孔盖板12和挂钩13。其中，如图1所示，在叶片的轴线方向迎风面积较大的地方设有多个耗风孔1；如图2所示，在D型钢纵梁4上设有耗风孔1，薄板肋梁5与玻璃钢蒙皮7之间填充泡沫塑料6；如图3所示，耗风孔盖板12的一边与D型钢纵梁4通过弹性铰链连接；短钢丝10两端分别与耗风孔盖板的中间的挂钩13连接；长钢丝9的一端与短钢丝10的中间点连接，另一端与叶片主体2叶根处的电机相连；在耗风孔四周布置挡板3和有孔挡板11，呈对称布置，长钢丝9与短钢丝10分别从有孔挡板中穿过；如图4所示，长钢丝9与短钢丝10分别从有孔挡板中穿过，当耗风孔1打开时，可以确保风从耗风孔1顺利通过而不进入叶片2内部的空腔。
当叶轮轮毂处风速超过额定风速一定值时，电机启动并拉动长钢丝9，使耗风孔1打开，(耗风孔1的开度可随风速的大小改变)减少叶片的迎风面积，降低风轮的能量捕获，使风轮转速保持在额定值以下。当叶轮轮毂处风速低于或小于额定风速时，电机卸载，耗风孔在弹性铰链的作用下恢复正常状态。

Claims (2)

1.一种风力发电机叶片结构，该叶片结构包括耗风孔(1)、叶片主体(2)、挡板(3)、D型钢纵梁(4)、弹性铰链(8)、长钢丝(9)、短钢丝(10)、有孔挡板(11)、耗风孔盖板(12)和挂钩(13)，其特征在于，在叶片主体(2)的轴线方向迎风面积大的地方设有多个耗风孔(1)，耗风孔盖板(12)的一边与D型钢纵梁(4)通过弹性铰链(8)连接，在耗风孔盖板(12)的中间设有挂钩(13)，短钢丝(10)两端分别与耗风孔盖板(12)的中间的挂钩(13)连接。
2.根据权利要求书1所述的叶片结构，其特征在于，在耗风孔(1)四周布置挡板(3)和有孔挡板(11)，呈对称布置，长钢丝(9)与短钢丝(10)分别从有孔挡板(11)中穿过。
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