风力发电机及其叶片制造技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机及其叶片，公开的叶片包括叶根部和叶尖部，所述叶根部与所述风力发电机的回转支撑机构固定连接，还包括强度小于所述叶根部且延伸方向与所述叶根部相同的连接部；该连接部的第一端与所述叶根部固定连接，第二端与所述叶尖部固定连接。舍弃叶尖部后的叶片长度变短，载荷降低，可以使发电机由危险工况转变为安全工况，避免风力发电机及其它相关设备损坏，使极端风况带来的损失大幅度减小，从而显著提高了叶片及整机机组适应极端风况的能力。同时，维护用的新叶尖部的生产、运输、安装等难度也明显小于全叶片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大型风力发电的叶片结构设计领域，特别是涉及一种用于风力发电机的叶片。此外，本专利技术还涉及一种包括上述叶片的风力发电机。
技术介绍
2009年我国在多兆瓦级(多2MW)风电机组研制方面出现了很多新的成果，国内研制的2.5丽和3.(MW风电机组投入试运行，各大整机和叶片厂家纷纷开始研制或生产2.5Mff、3.0MW甚至于5.0MW的风电机组。随着整机机组功率的增大，风力发电机的叶片长度不断增长，整机机组承受的载荷不断增加，对整机机组的承载能力提出新的更高的要求。且更大功率，更长叶片的产生也给生产、工艺、制造、运输、维修等各方面带来了很多困难。另外，由于我国地形多变，风资源非常丰富，但风况复杂，既有内蒙古，甘肃等地的一类风区；也有江苏、山东等沿海城市的三类、弱三类风区；我国东南沿海如浙江、福建、广州等地常遭受台风、阵风等极端风况袭击。台风蕴含的巨大能量能给风力发电机组带来毁灭性的破坏。例如印度和日本均曾有大批风力发电机组在台风袭击下连根倾覆，给风电场造成严重损失。2003年“杜鹃”台风造成惠来风电场风电机组叶片严重损坏，损失上千万元；而2006年“桑美”台风对某风电厂同样造成了严重的破坏，且风电机组一旦遭受台风、阵风等极端风况的袭击损毁后，维修难度大，成本高。为适应中国特有的风能环境，合理利用中国风能资源，风力发电厂对叶片提出了新的要求，如抗台风，抗盐雾，防雷击和低风速等。叶片厂为了研究开发适合中国风资源状况的风机叶片，避免叶片在台风、阵风等极端风况的袭击下严重破坏损毁，就应综合考虑上述的各种问题，提高叶片的可维修性和适应恶劣风况的能力。因此，如何提高风力发电机叶片的适用性和可维护性，降低叶片的成本，提高风力发电机的性价比，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于风力发电机的叶片，该叶片的适用性和可维护性较好，可以有效降低叶片的成本。本专利技术的另一目的是提供一种包括上述叶片的风力发电机，该风力发电机的性价比得到提高。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种风力发电机的叶片，包括叶根部和叶尖部，所述叶根部与所述风力发电机的回转支撑机构固定连接，还包括强度小于所述叶根部且延伸方向与所述叶根部相同的连接部；该连接部的第一端与所述叶根部固定连接，第二端与所述叶尖部固定连接。优选地，包括若干堆叠的复合材料层，所述叶根部的复合材料层数大于所述连接部的复合材料层数。优选地，所述连接部中复合材料层数随所述断开面向叶尖部逐渐增大或逐渐减小。优选地，所述复合材料层具体为玻璃布层或碳纤维层。优选地，所述叶根部与所述叶片总长度的比例在0.6-0.98范围内。本专利技术还提供一种风力发电机，包括回转支撑机构，还包括如上述任一项所述的叶片，所述叶片的叶根部与所述回转支撑机构固定连接。本专利技术所提供的叶片，用于风力发电机中，其叶根部与风力发电机的回转支撑机构固定连接，与现有技术不同的是，该叶片还包括强度小于叶根部的连接部，该连接部的延伸方向与叶根部相同，其第一端与叶根部固定连接，第二端与叶尖部固定连接。在正常风况下，叶根部、连接部和叶尖部可以作为一个整体运行；在台风、阵风等极端风况下，叶片在连接部处断开，剩余的叶根部可以作为一个整体独立运行。在风力发电机工作时，叶尖部是增大载荷的主要原因，舍弃叶尖部后的叶片长度变短，载荷降低，可以使发电机由危险工况转变为安全工况，避免风力发电机及其它相关设备损坏，使极端风况带来的损失大幅度减小，从而显著提高了叶片及整机机组适应极端风况的能力。另外，对于用同一材料制作形成的叶片，强度较小的连接部可以在生产时减小原材料用量，在降低叶片成本的基础上，同时减小了叶片的质量，进一步降低了风力发电机在正常工况下的负载。叶尖部断裂后，可以重新制作新的叶尖部，并在断开处开始安装，与原来的叶根部一起形成新的全叶片，在正常风况下正常运行。新的叶尖部的长度明显小于全叶片的长度，其生产、运输、安装等难度也明显小于全叶片。这样，极端风况的损失可以大幅度降低，叶片的维修难度和维护成本也显著降低。在一种优选的实施方式中，该叶片包括若干堆叠的复合材料层，所述叶根部的复合材料层数大于所述连接部的复合材料层数。利用复合材料层制造叶片，层数越多，则厚度越厚，强度越大。叶根部的复合材料层数大于连接部的复合材料层数，使叶根部的厚度大于连接部的厚度，叶根部的强度也大于连接部的强度。遭遇台风、阵风等极端风况时，强度较弱的连接部会在风力作用下断裂，使叶片整体长度变小，降低叶片载荷。利用复合材料层堆叠形成叶片是现有叶片生产中的常用方式，用铺设层数多少来实现叶片中不同位置的不同强度，可以有效降低生产叶片的难度，降低叶片的生产成本。在另一种优选的实施方式中，所述叶根部与所述叶片总长度的比例在0.6-0.98范围内。叶尖部断裂后，叶根部占叶片整体长度的0.6-0.98，既可以降低叶片的载荷，保证叶片安全，又可以确保发电量不会减少太多，对电力输送系统的影响相对较小。在提供上述叶片的基础上，本专利技术还提供一种包括上述叶片的风力发电机；由于叶片具有上述技术效果，具有该叶片的风力发电机也具有相应的技术效果。【附图说明】图1为本专利技术所提供风力发电机叶片一种【具体实施方式】的结构示意图；图2为本专利技术所提供叶片一种【具体实施方式】的连接部铺层示意图。【具体实施方式】本专利技术的核心是提供一种用于风力发电机的叶片，该叶片的适用性和可维护性较好，可以有效降低叶片的成本。本专利技术的另一核心是提供一种包括上述叶片的风力发电机，该风力发电机的性价比得到提高。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本专利技术所提供风力发电机叶片一种【具体实施方式】的结构示意图。本专利技术所提供的叶片，用于风力发电机中，包括叶根部1和叶尖部2。其中，叶根部1与风力发电机的回转支撑机构固定连接，与现有技术不同的是，该叶片还包括强度小于叶根部1的连接部3，该连接部3的延伸方向与叶根部1相同，其第一端与叶根部1固定连接，第二端与叶尖部2固定连接。在正常风况下，叶根部1、连接部3和叶尖部2可以作为一个整体运行；在台风、阵风等极端风况下，叶片在连接部3处断开，剩余的叶根部1可以作为一个整体独立运行。在风力发电机工作时，叶尖部2是增大载荷的主要原因，舍弃叶尖部2后的叶片长度变短，载荷降低，可以使发电机由危险工况转变为安全工况，避免风力发电机及其它相关设备损坏，使极端风况带来的损失大幅度减小，从而显著提高了叶片及整机机组适应极端风况的能力。同时，对于用同一材料制作形成的叶片，强度较小的连接部3可以在生产时减小原材料用量，在降低叶片成本的基础上，同时减小了叶片的质量，进一步降低了风力发电机在正常工况下的负载。以3MW的风力发电机叶片为例当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机的叶片，包括叶根部和叶尖部，所述叶根部与所述风力发电机的回转支撑机构固定连接，其特征在于，还包括强度小于所述叶根部且延伸方向与所述叶根部相同的连接部；该连接部的第一端与所述叶根部固定连接，第二端与所述叶尖部固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：梁旭，
类型：发明
国别省市：山东;37