CN215672536U - 风力发电机组风轮叶片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种风力发电机组风轮叶片，所述叶片中空设置，所述中空腔体相对叶片前缘部分设有配重区，所述配重区内设有配重体，所述配重区沿叶片前缘长度方向延伸，且所述配重区的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片长度至95％叶片长度处。本实用新型通过在叶片的前缘部分空腔内设有配重区，使得叶片重心前移，即可有效减小扭转力臂，从而减小扭转力矩，达到减小叶片攻角增量的效果，大大减少气动力的增加量，从而实现抑制或减缓颤振的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组风轮叶片。
背景技术
颤振指在气动力与弹性结构惯性力、弹性力等耦合作用下发生的振幅不衰减甚至是发散型的“气动弹性振动”。颤振时气动激励力的相位较结构振动相位相落后90度，气动力方向始终与结构振动方向相同，是具有负阻尼特性的激励力，一旦超过颤振临界速度出现发散性的颤振，结构将不可逆地受到破坏。
随着风电行业的发展，叶片长度越来越长，现有的叶片的刚度也越来越弱，发生颤振的机率也越来越大，而颤振一旦发生，将会对风力发电机组风轮叶片造成巨大破坏，轻则单支叶片解体报废，重则扫塔、导致整个机组倒塔破坏，损失巨大。因此抑制叶片发生颤振，成为行业新关切。
实用新型内容
本实用新型提供一种风力发电机组风轮叶片，用以解决上述提出的技术问题。
本实用新型实施例提供一种风力发电机组风轮叶片，所述叶片中空设置，所述中空腔体相对叶片前缘部分设有配重区，所述配重区内设有配重体，所述配重区沿叶片前缘长度方向延伸，且所述配重区的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片长度至95％叶片长度处。
优选的，所述配重区内沿其展向位置设有连续的配重体。
优选的，所述配重区内沿其展向位置均匀设有多个分段的配重体。
优选的，所述中空腔体包括与所述叶片前缘的压力面相对应的第一安装内壁及与所述叶片前缘的吸力面相对应的第二安装内壁，所述配重体设置于所述第一安装内壁和/或第二安装内壁。
优选的，所述配重体设置在所述压力面和吸力面位于叶片前缘连接处的空腔内。
优选的，所述配重体和叶片的质量比为0.05:1-0.1:1。
本实用新型所述本实用新型所述风力发电机组风轮叶片，其通过在叶片的前缘部分空腔内设有配重区，使得叶片重心前移，即可有效减小扭转力臂，从而减小扭转力矩，达到减小叶片攻角增量的效果，大大减少气动力的增加量，从而实现抑制或减缓颤振的作用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述一种风力发电机组风轮叶片的截面示意图。
图2为本实用新型实施例所述配重体在风轮叶片中的位置设置示意图；
图3为本实用新型实施例所述配重体在风轮叶片中的另一位置设置示意图；
图4为本实用新型实施例所述一种风力发电机组风轮叶片的另一截面示意图；
图5为本实用新型实施例所述一种风力发电机组风轮叶片的又一截面示意图；
图6为本实用新型实施例所述一种风力发电机组风轮叶片的又一截面示意图；
图7为本实用新型实施例所述一种风力发电机组风轮叶片的颤振原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
本实用新型实施例1提供一种风力发电机组风轮叶片，如图1所示，所述叶片1中空设置，所述中空腔体101相对叶片前缘11部分设有配重区102，即所述中空腔体101包括与所述叶片前缘11的压力面相对应的第一安装内壁103及与所述叶片前缘11的吸力面相对应的第二安装内壁104，所述配重体2设置于所述第一安装内壁103和第二安装内壁104相对叶片前缘11的连接处。如图2所示，所述配重区102沿叶片前缘11长度方向延伸，且所述配重区102的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片1长度至95％叶片1长度处，如图2所示，所述配重区102内沿其展向位置设有连续的配重体2，所述配重体和叶片的质量比为0.1:1。
本实用新型实施例所述风力发电机组风轮叶片的叶片1截面简图及颤振机理如图5所示，其中空心圆圈、叉号和实心圆圈分别代表机翼的气动中心、刚心(扭心)和重心，重心位于刚心之后，气动中心位于刚心之前。
当叶片1发生颤振时，假设扰动前翼剖面位于位置c，扰动去除后其位于位置a，此后翼剖面在机翼弹性力作用下向上运动(位置a-e)。由于翼型重心处作用的惯性力靠后，从位置a-e翼型形成顺时针扭转角，翼型迎角始终为正，产生的附加升力始终向上与振动方向一致是激振力。当机翼向下振动时扭转造成的附加气动力也是激振力。
由上述过程可以看出，由于叶片1重心靠后，惯性力产生的扭转力矩使得叶片1顺时针扭转，增大叶片1攻角，攻角越大，升力越大，增大的升力与振动方向一致，使得振动增强。而在前缘设计连续或分散式配重，使得叶片1重心前移，即可有效减小扭转力臂，从而减小扭转力矩，达到减小叶片1攻角增量的效果，大大减少气动力的增加量，从而实现抑制或减缓颤振的作用。
具体可以通过一只76米长度真实叶片1的仿真效果来看，叶片1的总重为19.7吨，配重的重量为1.5吨，占叶片1中重的7.6％，采用抑制颤振设计后，叶片1振动时攻角波动平均减少1度，如图6所示，根据攻角与升力之间的关系，升力减少17％，升力的减少意味着激振力的减少，因此颤振得到抑制。
实施例2
本实用新型实施例1提供一种风力发电机组风轮叶片，所述叶片1中空设置，所述中空腔体101相对叶片前缘11部分设有配重区102，即所述中空腔体101包括与所述叶片前缘11的压力面相对应的第一安装内壁103及与所述叶片前缘11的吸力面相对应的第二安装内壁104，如图1所示，所述配重体2设置于所述第一安装内壁103和第二安装内壁104相对叶片前缘11的连接处。所述配重区102沿叶片前缘11长度方向延伸，且所述配重区102的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片1长度至95％叶片1长度处，如图3所示，所述配重区102内沿其长度方向均匀设有多个分段的配重体2，所述配重体和叶片的质量比为0.05:1。
实施例3
本实用新型实施例1提供一种风力发电机组风轮叶片，所述叶片1中空设置，所述中空腔体101相对叶片前缘11部分设有配重区102，即所述中空腔体101包括与所述叶片前缘11的压力面相对应的第一安装内壁103及与所述叶片前缘11的吸力面相对应的第二安装内壁104，如图4和图5所示，所述配重体2设置于所述第一安装内壁103或第二安装内壁104。所述配重区102沿叶片前缘11长度方向延伸，且所述配重区102的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片1长度至95％叶片1长度处，如图2所示，所述配重区102内沿其展向位置设有连续的配重体2，所述配重体和叶片的质量比为0.09:1。
实施例4
本实用新型实施例1提供一种风力发电机组风轮叶片，所述叶片1中空设置，所述中空腔体101相对叶片前缘11部分设有配重区102，即所述中空腔体101包括与所述叶片前缘11的压力面相对应的第一安装内壁103及与所述叶片前缘11的吸力面相对应的第二安装内壁104，如图4和图5所示，所述配重体2设置于所述第一安装内壁103或第二安装内壁104。所述配重区102沿叶片前缘11长度方向延伸，且所述配重区102的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片1长度至95％叶片1长度处，如图3所示，所述配重区102内沿其长度方向均匀设有多个分段的配重体2，所述配重体和叶片的质量比为0.06:1。
实施例5
本实用新型实施例1提供一种风力发电机组风轮叶片，所述叶片1中空设置，所述中空腔体101相对叶片前缘11部分设有配重区102，即所述中空腔体101包括与所述叶片前缘11的压力面相对应的第一安装内壁103及与所述叶片前缘11的吸力面相对应的第二安装内壁104，如图6所示，所述配重体2设置于所述第一安装内壁103和第二安装内壁104。所述配重区102沿叶片前缘11长度方向延伸，且所述配重区102的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片1长度至95％叶片1长度处，如图2所示，所述配重区102内沿其展向位置设有连续的配重体2，所述配重体和叶片的质量比为0.08:1。
实施例6
本实用新型实施例1提供一种风力发电机组风轮叶片，所述叶片1中空设置，所述中空腔体101相对叶片前缘11部分设有配重区102，即所述中空腔体101包括与所述叶片前缘11的压力面相对应的第一安装内壁103及与所述叶片前缘11的吸力面相对应的第二安装内壁104，如图6所示，所述配重体2设置于所述第一安装内壁103和第二安装内壁104。所述配重区102沿叶片前缘11长度方向延伸，且所述配重区102的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片1长度至95％叶片1长度处，如图3所示，所述配重区102内沿其长度方向均匀设有多个分段的配重体2，所述配重体和叶片的质量比为0.07:1。
本实用新型所述风力发电机组风轮叶片，其通过在叶片1的前缘部分空腔内设有配重区102，使得叶片1重心前移，即可有效减小扭转力臂，从而减小扭转力矩，达到减小叶片1攻角增量的效果，大大减少气动力的增加量，从而实现抑制或减缓颤振的作用。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种风力发电机组风轮叶片，其特征在于，所述叶片中空设置，所述中空腔体相对叶片前缘部分设有配重区，所述配重区内设有配重体，所述配重区沿叶片前缘长度方向延伸，且所述配重区的展向位置分布在叶根至叶尖方向40％叶片长度至95％叶片长度处。
2.根据权利要求1所述风力发电机组风轮叶片，其特征在于，所述配重区内沿其展向位置设有连续的配重体。
3.根据权利要求1所述风力发电机组风轮叶片，其特征在于，所述配重区内沿其展向位置均匀设有多个分段的配重体。
4.根据权利要求1至3中任意一条权利要求所述风力发电机组风轮叶片，其特征在于，所述中空腔体包括与所述叶片前缘的压力面相对应的第一安装内壁及与所述叶片前缘的吸力面相对应的第二安装内壁，所述配重体设置于所述第一安装内壁和/或第二安装内壁。
5.根据权利要求1至3中任意一条权利要求所述风力发电机组风轮叶片，其特征在于，所述中空腔体包括与所述叶片前缘的压力面相对应的第一安装内壁及与所述叶片前缘的吸力面相对应的第二安装内壁，所述配重体设置于所述第一安装内壁和第二安装内壁相对叶片前缘的连接处。
6.根据权利要求1所述风力发电机组风轮叶片，其特征在于，所述配重体和叶片的质量比为0.05:1-0.1:1。
Priority Applications (1)
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| CN202121412181.0U CN215672536U (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 风力发电机组风轮叶片 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202121412181.0U CN215672536U (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 风力发电机组风轮叶片 |
Publications (1)
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| CN215672536U true CN215672536U (zh) | 2022-01-28 |
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Family Applications (1)
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| CN202121412181.0U Active CN215672536U (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 风力发电机组风轮叶片 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN215672536U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117536807A (zh) * | 2023-12-09 | 2024-02-09 | 上海玻璃钢研究院东台有限公司 | 一种风电叶片尖部防护机构 |
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2021
- 2021-06-24 CN CN202121412181.0U patent/CN215672536U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117536807A (zh) * | 2023-12-09 | 2024-02-09 | 上海玻璃钢研究院东台有限公司 | 一种风电叶片尖部防护机构 |
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