CN215333225U - 一种主动失速型的风力发电机组叶片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种主动失速型的风力发电机组叶片，该叶片的背风面处设有可活动的副翼，并为每一块副翼配置有相应的液压推杆，所述液压推杆预埋在叶片的内部，并通过液压管与安装在风力发电机组的轮毂内的液压系统动力装置连接，通过液压系统动力装置驱动液压推杆的伸缩从而控制副翼的打开与闭合；其中，所述副翼打开的角度，即副翼与叶片的背风面之间的夹角大小是根据实时风速的大小来调节；本实用新型通过改变副翼打开的角度来改变风轮吸收的风功率，以达到控制风力发电机组功率和空气制动的目的，同时减少风力发电机组的变桨结构，可靠性较高，降低整机成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电机组叶片的技术领域，尤其是指一种主动失速型的风力发电机组叶片。
背景技术
风能是新能源结构的总要组成部分，大力发展风力发电技术是实现构建清洁低碳安全高效能源体系的重要举措。根据风机叶片桨距特性的不同，分为定桨距和变桨距两种类型的风机。定桨距风机的主要特点是桨叶与轮毂刚性连接，即桨距角固定，不能随风速变化而变化，而变桨距风机配置了变桨距结构，可以调整叶片桨距角以实现功率控制。定桨距风机的特点使其结构设计必须解决高风速时的功率限制问题以及突甩负载时的制动问题；一方面风机的机械部件所能承载的载荷强度有限，当风速大于额定风速时，必须限制风轮对风能的吸收从而维持发电机输出功率不超过额定功率；另一方面，在高速风速下，如果风机突然失负载，由于其风轮具有巨大的转动惯量，因此机组必须具有快速可靠的制动能力，否则容易发生飞车等灾难性事故。为了解决风速超过额定风速时的过载问题，定桨距风机选用的叶片具有失速特性，当风速高于额定风速时，气流的攻角增大到失速的条件时，在叶片产生许多小的气流涡流，效率降低限制了功率的增加；这种失速控制方式依赖于叶片独特的翼型结构，叶片本身结构较复杂，成型工艺难度也较大，随着功率增大，叶片加长，所承受的气动推力大，使得叶片的刚度减弱，失速动态特性不易控制，所以很少应用在兆瓦级以上的大型风力发电机组的功率控制上。为了解决突失负载下风机的安全停机问题，在小型机组上可安装机械刹车结构，但是这种结构不适用于大型风机。对于大型风机而言，机械刹车对机组结构会产生较大冲击，影响整机可靠性和寿命。由于风机发展的潮流是往大型化发展，变桨距风机成了未来风机发展的主流。但是由于定桨距风机的结构简单，成本较低，如果能够解决上述的问题，定桨距风机同样具有很大的发展空间。
针对突失负载下的可靠停机问题，目前业内已有的方案是在叶尖增加扰流器，也称为空气刹车结构；如图1所示，风机正常运行时，液压系统将叶尖扰流器4-2和叶片主体4-1结构合为一体；风机需要紧急停机时，液压系统将叶尖扰流器4-2释放并旋转形成迎风阻尼板，局部变桨，产生强大的空气阻力，但该方案存在叶片结构复杂、维护难度高的问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提出了一种主动失速型的风力发电机组叶片，在风力发电机组的叶片上增加副翼，通过改变副翼打开的角度来改变风轮吸收的风功率，以达到控制风力发电机组功率和空气制动的目的，同时减少风力发电机组的变桨结构，降低整机成本。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种主动失速型的风力发电机组叶片，该叶片的背风面处设有可活动的副翼，并为每一块副翼配置有相应的液压推杆，所述液压推杆预埋在叶片的内部，并通过液压管与安装在风力发电机组的轮毂内的液压系统动力装置连接，通过液压系统动力装置驱动液压推杆的伸缩从而控制副翼的打开与闭合。
进一步，所述副翼打开的角度，即副翼与叶片的背风面之间的夹角大小是根据实时风速的大小来调节。
进一步，所述液压系统动力装置为液压站。
进一步，该叶片为定桨距风力发电机组叶片。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本实用新型应用于定桨距风力发电机组中，与变桨距风力发电机组相比，可以减少变桨系统，结构更为简单，减小轮毂重量，降低整机成本；
2、本实用新型与传统的定桨距风力发电机组叶片相比，叶片线形和叶片的制造工艺更简单，比较适合风机的大型化发展；
3、本实用新型与传统在叶尖增加扰流结构的方案相比，结构简单，安全性及可靠性较高。
附图说明
图1为在叶尖增加扰流结构的风力发电机组叶片的结构示意图。
图2为风力发电机组叶片的截面图。
图3为本实用新型的结构示意图。
图4为副翼与叶片的背风面形成预设角度的夹角时的结构示意图。
图5为副翼与叶片的背风面形成90°夹角时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图2至图5所示，本实施例所提供的主动失速型的风力发电机组叶片，当风在经过叶片1的时候，叶片1的迎风面1-2和背风面1-1的空气流通速度不同并产生压差，从而推动风力发电机组的叶轮旋转；叶片1的背风面处设有可活动的副翼2，并为每一块副翼2配置有相应的液压推杆3，所述液压推杆3预埋在叶片1的内部，并通过液压管(图中未画出)与安装在风力发电机组的轮毂内的液压系统动力装置(图中未画出)连接，通过液压系统动力装置驱动液压推杆3伸出或缩进叶片1，从而使副翼2打开或闭合；其中，所述液压系统动力装置为液压站，所述副翼2打开的角度，即副翼2与叶片1的背风面之间的夹角大小是根据实时风速的大小来调节，用于增大叶片的背风面1-1受力，降低叶片1的风能利用系数，从而实现风力发电机叶片1的主动失速；
当风力发电机组正常运行时，副翼2与叶片1的背风面1-1之间的夹角为0°；当风速超过额定风速时，液压推杆3部分伸出叶片1，打开副翼2，使副翼2与叶片的背风面1-1之间形成预设的角度，通过控制该角度来控制风力发电机组风轮吸收的风功率，确保风力发电机组的叶轮转速在额定范围内；当风力发电机组在正常运行的状态下，如遇到突失负载的情况，可控制液压推杆3完全伸出叶片1，使副翼2与叶片1的背风面1-1之间的夹角为90°，实现紧急空气制动。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种主动失速型的风力发电机组叶片，其特征在于：该叶片的背风面处设有可活动的副翼，并为每一块副翼配置有相应的液压推杆，所述液压推杆预埋在叶片的内部，并通过液压管与安装在风力发电机组的轮毂内的液压系统动力装置连接，通过液压系统动力装置驱动液压推杆的伸缩从而控制副翼的打开与闭合。
2.根据权利要求1所述的一种主动失速型的风力发电机组叶片，其特征在于：所述副翼打开的角度，即副翼与叶片的背风面之间的夹角大小是根据实时风速的大小来调节。
3.根据权利要求1所述的一种主动失速型的风力发电机组叶片，其特征在于：所述液压系统动力装置为液压站。
4.根据权利要求1所述的一种主动失速型的风力发电机组叶片，其特征在于：该叶片为定桨距风力发电机组叶片。
Priority Applications (1)
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| CN202120908677.0U CN215333225U (zh) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 一种主动失速型的风力发电机组叶片 |
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Publications (1)
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Country Status (1)
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2021
- 2021-04-29 CN CN202120908677.0U patent/CN215333225U/zh active Active
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