CN216381700U - 一种风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风力发电机组，包括塔筒、机舱和叶轮，所述机舱安装于塔筒的顶部，所述叶轮安装于机舱的前端，其包括轮毂以及安装在轮毂上的多个叶片；还包括轮毂延长件、多根拉索以及多个拉索调节机构，所述轮毂延长件装于轮毂的前端，所述拉索的数量与叶片的数量相一致且一一对应，每个拉索的一端分别连接至对应叶片上靠近叶尖的位置，另一端连接至轮毂延长件上，每个拉索上均设有拉索调节机构。本实用新型在叶片受到大风载时通过拉索拉紧叶片以避免叶片发生严重变形，提高叶片运行过程中的净空值，使叶轮结构更稳定，避免了需要采用增加叶片重量的方式以使其能够承受较大的载荷，有效降低了叶片的重量，降低整个机组的整体载荷和成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电的技术领域，尤其是指一种风力发电机组。
背景技术
目前风力发电机组越来越大，最大单机容量已经到16MW级别，叶片长度达到甚至超过120m长。由于叶片的不断加长，为了满足叶片刚度等各方面力学性能的要求，使得叶片重量一直居高不下，进而造成主机传动系统和塔架系统需要承受很大的载荷，极大的增加了机组成本。随着风电电价无补贴时代的到来，开发风力发电机组面临着巨大的成本压力，需要通过技术创新来降低机组成本。因此，如果通过降低叶片的重量来降低整个叶轮的重量，以降低整个机组的整体载荷和成本，会使得叶片刚度不足，变得很柔，无法保证叶片和塔筒之间的距离，增大了机组叶片扫塔的风险。如果是通过开发新型叶片材料，如采用碳玻混合材料、纯碳纤维材料，能够有效降低整个叶轮系统的重量以及整个机组的整体载荷，但是这种方式会极大的增加成本，不利于推广，无法大批量应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种风力发电机组，当叶片受到大风载时，通过拉索拉紧叶片以避免叶片发生严重变形，提高叶片运行过程中的净空值，使叶轮结构更稳定，避免了需要采用增加叶片重量的方式以使其能够承受较大的载荷，有效降低了叶片的重量，降低整个机组的整体载荷和成本。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种风力发电机组，包括塔筒、机舱和叶轮，所述机舱安装于塔筒的顶部，所述叶轮安装于机舱的前端，其包括轮毂以及安装在轮毂上的多个叶片；还包括轮毂延长件、多根拉索以及多个拉索调节机构，所述轮毂延长件装于轮毂的前端，其延伸方向与机舱轴线的方向相一致，所述拉索的数量与叶片的数量相一致且一一对应，每个拉索的一端分别连接至对应叶片上靠近叶尖的位置，另一端连接至轮毂延长件上，通过拉索约束叶片以防止叶片在受到大风载时发生严重变形，且每个拉索上均设有拉索调节机构，所述拉索调节机构用于调整拉索的长度和受力，以防止拉索在小风载或无风载时松弛晃动。
进一步，所述拉索调节机构为弹簧，所述拉索包括与叶片连接的第一段以及与轮毂延长件连接的第二段，所述弹簧连接于第一段和第二段之间，且所述第一段和第二段相对穿过弹簧并连接在弹簧的两个端部。
进一步，每个叶片上均连接有多根拉索，多根拉索的一端沿叶片的长度方向间隔设置，另一端分别连接至轮毂延长件上。
进一步，所述拉索为高强钢丝绳索或具有高强度、耐磨、耐腐蚀性能的高分子材料绳。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本实用新型通过在叶片上设置拉索，当叶片受到大风载时叶片会发生变形，通过拉索能够限制住叶片继续变形，且拉索产生的拉力能够相互抵消，使叶轮结构更稳定，避免了需要采用增加叶片重量的方式以使其能够承受很大的载荷，大大降低叶片的重量，降低整个机组的整体载荷和成本。
2、本实用新型通过拉索调节机构使拉索在无风载或小风载时能够保持一定的拉紧，避免其松弛晃动，且拉索调节机构对拉索的调节范围能够满足叶片在变桨角度变化范围内的需求。
3、本实用新型采用拉索保证叶片的形变在可控的范围内，有效提高了叶片和塔筒的净空值，避免了叶片扫塔的风险。
附图说明
图1为本实用新型的主视图。
图2为本实用新型的侧视图。
图3为本实用新型的拉索调节机构与拉索的连接示意图。
图4为本实用新型安装拉索前的侧视图。
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,但本实用新型的使用方式不限于此。
实施例1
如图1至图4所示，本实施例所述的风力发电机组，包括机舱1、塔筒2和叶轮，所述机舱1安装于塔筒2的顶部，所述叶轮安装于机舱1的前端，其包括轮毂3以及安装在轮毂3上的多个叶片4，本实施例以三个叶片4为例，叶片4长度为100m，叶轮锥角a为3°，机舱1倾角b为5°，所述轮毂3的前端安装有轮毂延长件6，轮毂延长件6的长度为4.18m，其延伸方向与机舱1轴线的方向相一致，在每个叶片4靠近叶尖的位置(即距离叶根80m的位置处)设置拉索固定点5，拉索固定点5的位置靠近叶尖，这样可使叶片4在变桨时减少拉索7对叶片4的干涉影响，在拉索固定点5上连接拉索7，拉索7可以采用高强钢丝绳索或具有高强度、耐磨、耐腐蚀性能的高分子材料绳，长度为79.89m，将拉索7连接至轮毂延长件6上，在每个拉索7上靠近轮毂延长件6的一侧均连接有一个拉索调节机构，通过拉索调节机构调整拉索7的长度和受力，以防止拉索7在小风载或无风载时松弛晃动，同时由于拉索调节机构是安装在拉索7上靠近轮毂侧的位置，安装维护方便，同时能够降低叶片旋转时的线速度和离心力；具体的，本实施例的拉索调节机构以弹簧8为例，安装时将拉索7裁断成与叶片4连接的第一段701以及与轮毂延长件6连接的第二段702，将弹簧8连接于第一段701和第二段702之间，且第一段701和第二段702相对穿过弹簧8并连接在弹簧8的两个端部，三根拉索7构成一组拉索结构。拉索7在无风载或小风载时通过弹簧8保持一定的拉紧，当叶片4受到大风载时会发生往塔筒2方向的变形，此时拉索7因为叶片4受风载拉力增大，弹簧8被压缩，整个拉索7变长，当弹簧8被压缩至极限时，拉索7的长度不再变化，并限制住叶片4继续变形，此时拉索7垂直于机舱1轴线的方向，三根拉索7处于一个平面上，拉索7产生的拉力能够相互抵消，轮毂延长件6基本不受拉力，叶轮更加稳定，通过拉索7约束叶片4以防止叶片4继续变形，有效提高了叶片4和塔筒2的净空值，避免了叶片4扫塔的风险。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：在叶片4上距离其叶根70m、60m处增加其他拉索固定点5，在每个拉索固定点5上连接一根拉索7，全部拉索7构成三组拉索结构，通过三组拉索结构使整个叶轮的受力对称平衡，从而进一步提升叶片4的防形变能力。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：在轮毂内安装能够自动控制拉索长度和受力的拉索控制系统，机组的变桨系统会随着风载的变化而不断调节叶片的变桨角度，通过拉索控制系统自动控制拉索的长度和受力，使拉索的长度自适应叶片变桨的需要以及小风载或无风载时的拉紧。
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)
1.一种风力发电机组，包括塔筒、机舱和叶轮，所述机舱安装于塔筒的顶部，所述叶轮安装于机舱的前端，其包括轮毂以及安装在轮毂上的多个叶片；其特征在于：还包括轮毂延长件、多根拉索以及多个拉索调节机构，所述轮毂延长件装于轮毂的前端，其延伸方向与机舱轴线的方向相一致，所述拉索的数量与叶片的数量相一致且一一对应，每个拉索的一端分别连接至对应叶片上靠近叶尖的位置，另一端连接至轮毂延长件上，通过拉索约束叶片以防止叶片在受到大风载时发生严重变形，且每个拉索上均设有拉索调节机构，所述拉索调节机构用于调整拉索的长度和受力，以防止拉索在小风载或无风载时松弛晃动。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于：所述拉索调节机构为弹簧，所述拉索包括与叶片连接的第一段以及与轮毂延长件连接的第二段，所述弹簧连接于第一段和第二段之间，且所述第一段和第二段相对穿过弹簧并连接在弹簧的两个端部。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于：每个叶片上均连接有多根拉索，多根拉索的一端沿叶片的长度方向间隔设置，另一端分别连接至轮毂延长件上。
4.根据权利要求1至3任一项所述的风力发电机组，其特征在于：所述拉索为高强钢丝绳索或具有高强度、耐磨、耐腐蚀性能的高分子材料绳。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117989047A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-05-07 | 河海大学 | 一种抑制风电柔性叶片变形的支杆系统及优化方法 |
| CN119878442A (zh) * | 2025-02-26 | 2025-04-25 | 华能云南滇东能源有限责任公司风电分公司 | 一种风电叶片 |
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| CN117989047B (zh) * | 2023-12-26 | 2025-06-24 | 河海大学 | 一种抑制风电柔性叶片变形的支杆系统及优化方法 |
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