风机叶片及风电机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风机叶片及风电机组，以解决现存风机叶片上除冰系统的除冰效率低的技术问题。所述风机叶片包括叶片本体及压电陶瓷片；所述压电陶瓷片镶嵌在所述叶片本体的表面，所述压电陶瓷片用于与超声波发生器连接且能够产生用于除所述叶片本体上的覆冰的机械波。

Fan blade and wind turbine

The utility model discloses a fan blade and a wind generator unit, in order to solve the technical problem of low DE icing efficiency of the deicing system on the existing fan blade. The fan blade comprises a blade body and a piezoelectric ceramic plate; the pressure on the surface of the blade body of the piezoelectric ceramic chips, the piezoelectric ceramic sheet is used for connecting with the ultrasonic generator which can produce for mechanical wave except the blade body on the ice.

【技术实现步骤摘要】
风机叶片及风电机组
本技术涉及风力发电
，特别涉及一种风机叶片及风电机组。
技术介绍
风机叶片处于低温或湿度较大的环境下，叶片表面会出现结冰覆盖现象，覆冰会增加叶片的重量，并且分布不均匀的覆冰会引起叶片的配重失衡，使得叶片的加强振动、疲劳载荷增加，进而引起叶片的损坏；进一步地，覆冰会改变叶片的轮廓，影响叶片的气动性能，降低风电设备的效率，减小机组的输出功率，因此，本领域内人员研制出几种适用于叶片的除冰技术。现有风机叶片的除冰技术尚不成熟，主要包括电加热除冰技术和热空气除冰技术。电加热除冰技术是指将电加热丝埋嵌于叶片的前缘表面，电加热丝散发的热量传递至叶片表面进行融冰的技术。在寒冷的室外环境下，叶片表面热量损失较大，此时若电加热丝升温过低，叶片表面热量将难以达到理想的融冰效果，导致融冰效率低；若为达到表面融冰热量要求持续升高电加热丝的温度，则该温度可能高于叶片材料玻璃化的温度，导致叶片所采用的树脂材料的物理性能发生改变，进一步导致叶片承载能力下降甚至直接出现熔融破损的现象。因此，电加热除冰技术的温控难度大，导致其融冰效果低。热空气除冰技术是指在叶片根部装设加热装置和鼓风装置，在叶片内部设置空气循环通道，鼓风装置作为动力源将动力传递至加热装置，带动加热装置四周的空气发生热循环流动，热空气向叶片表面传导热量以达到融冰的目的。由于叶片厚度大且复合材料的热传导性能较差，由叶片的内部将热空气的热量传导至叶片的外表面需要较长的时间，因此，采用该种技术的除冰效率也较低。综上，现有除冰技术的除冰效率低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种风机叶片，以解决现存风机叶片上除冰系统的除冰效率低的技术问题。所述风机叶片包括叶片本体及压电陶瓷片；所述压电陶瓷片镶嵌在所述叶片本体的表面，所述压电陶瓷片用于与超声波发生器连接且能够产生用于除所述叶片本体上的覆冰的机械波。进一步地，所述压电陶瓷片为多个，多个所述压电陶瓷片均镶嵌在所述叶片本体的表面，并且多个所述压电陶瓷片由所述叶片本体的根部至尖端依次间隔设置。进一步地，所述叶片本体包括相对设置的叶片前缘和叶片后缘，多个所述压电陶瓷片设置在所述叶片前缘上。进一步地，还包括互连接的控制器和温度传感器，并且所述控制器用于与超声波发生器连接；所述温度传感器用于获取当前大气温度信息并将该温度信息反馈至所述控制器，所述控制器用于接收所述温度信息并根据所述温度信息控制所述超声波发生器的开启与关闭。进一步地，还包括互连接的控制器和结冰信号器，所述控制器用于与超声波发生器连接；所述结冰信号器用于获取所述叶片本体上的覆冰的当前厚度信息并将该当前厚度信息反馈至所述控制器，所述控制器用于接收所述当前厚度信息并根据所述当前厚度信息控制所述超声波发生器所发生的超声波的功率。进一步地，所述压电陶瓷片镶嵌在所述叶片本体的外表面。本技术提供的风机叶片，其叶片主体上设置有压电陶瓷片，该压电陶瓷片镶嵌在叶片本体的表面，并且压电陶瓷片可与超声波发生器连接。运作时，该超声波发生器发生超声波并将该超声波传递至压电陶瓷片，压电陶瓷片接收该超声波并通过压电耦合将该超声波转化为机械波，由于压电陶瓷片镶嵌在叶片本体的表面，并且覆冰贴覆在叶片本体的表面，因此，压电陶瓷片产生的机械波沿覆冰与叶片主体之间的结合面传播，机械波传播时在该结合面产生一个平行于该结合面的剪切应力，该剪切应力可使覆冰从叶片本体的表面剥离，以达到除叶片本体上的覆冰的目的。相比于现有技术，本技术提供的风机叶片，其中的压电陶瓷片直接镶嵌在叶片本体的表面，压电陶瓷片产生的机械波能够直接沿覆冰与叶片本体之间的结合面传播，覆冰由其最深处的根部剥离叶片本体的表面，使得除冰更加彻底，进而使除冰效率更高；进一步地，其除冰过程与叶片的作业过程互不干涉，可在不停机的状况下持续除冰，并且，其除冰过程不存在温控的问题，亦不受叶片厚度的影响，进一步提高该风机叶片的除冰效率。本技术的另一目的在于提供一种风电机组，所述风电机组包括机组主体及如上所述的风机叶片，所述风机叶片的根部与所述机组主体连接；所述机组主体包括超声波发生器，所述风机叶片的所述压电陶瓷片与所述超声波发生器连接。进一步地，所述风机叶片为三个，三个所述风机叶片沿所述机组主体的外周均匀设置；各个所述风机叶片中的所述压电陶瓷片均与所述超声波发生器连接。进一步地，所述机组主体包括机舱，所述机舱与所述风机叶片连接，所述超声波发生器装设在所述机舱内。进一步地，所述超声波发生器与所述压电陶瓷片通过滑环连接。上述风电机组相比于现有技术的有益效果，同于上述风机叶片相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是根据本技术实施例提供的风机叶片的示意图。图中：1－叶片本体；2－压电陶瓷片；3－超声波发生器；4－电源装置；5－滑环。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。图1是根据本技术实施例提供的风机叶片的示意图，请参阅图1，所述风机叶片包括叶片本体1及压电陶瓷片2；所述压电陶瓷片2镶嵌在所述叶片本体1的表面，所述压电陶瓷片2用于与超声波发生器3连接且能够产生用于除所述叶片本体1上的覆冰的机械波。本技术提供的风机叶片，其叶片主体上设置有压电陶瓷片，该压电陶瓷片镶嵌在叶片本体的表面，并且压电陶瓷片可与超声波发生器连接。运作时，该超声波发生器发生超声波并将该超声波传递至压电陶瓷片，压电陶瓷片接收该超声波并通过压电耦合将该超声波转化为机械波，由于压电陶瓷片镶嵌在叶片本体的表面，并且覆冰贴覆在叶片本体的表面，因此，压电陶瓷片产生的机械波沿覆冰与叶片主体之间的结合面传播，机械波传播时在该结合面产生一个平行于该结合面的剪切应力，该剪切应力可使覆冰从叶片本体的表面剥离，以达到除叶片本体上的覆冰的目的。相比于现有技术，本技术提供的风机叶片，其中的压电陶瓷片直接镶嵌在叶片本体的表面，压电陶瓷片产生的机械波能够直接沿覆冰与叶片本体之间的结合面传播，覆冰由其最深处的根部剥离叶片本体的表面，使得除冰更加彻底，进而使除冰效率更高；进一步地，其除冰过程与叶片的作业过程互不干涉，可在不停机的状况下持续除冰，并且，其除冰过程不存在温控的问题，亦不受叶片厚度的影响，进一步提高该风机叶片的除冰效率。需要说明的是，根据有关试验数据显示，覆冰的黏附应力为0.4MPa左右，压电陶瓷片所产生的机械波所产生的应力值足够使覆冰剥离且该剥离强度小于叶片材料本身的强度，不会对叶片本体产生损坏。进一步地，压电陶瓷片具有质量轻、体积小、耐击穿，抗电磁干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风机叶片，包括叶片本体(1)，其特征在于，还包括压电陶瓷片(2)；所述压电陶瓷片(2)为多个，多个所述压电陶瓷片(2)均镶嵌在所述叶片本体(1)的表面，所述压电陶瓷片(2)用于与超声波发生器(3)连接且能够产生用于除所述叶片本体(1)上的覆冰的机械波；还包括互连接的控制器和结冰信号器，所述控制器用于与超声波发生器连接，所述结冰信号器用于获取当前覆冰在所述叶片本体的表面上的位置，所述控制器可控制超声波发生器所发生的超声波的传递方向，以间接控制距离该覆冰最近的所述压电陶瓷片以机械波进行除冰。

【技术特征摘要】
1.一种风机叶片，包括叶片本体(1)，其特征在于，还包括压电陶瓷片(2)；所述压电陶瓷片(2)为多个，多个所述压电陶瓷片(2)均镶嵌在所述叶片本体(1)的表面，所述压电陶瓷片(2)用于与超声波发生器(3)连接且能够产生用于除所述叶片本体(1)上的覆冰的机械波；还包括互连接的控制器和结冰信号器，所述控制器用于与超声波发生器连接，所述结冰信号器用于获取当前覆冰在所述叶片本体的表面上的位置，所述控制器可控制超声波发生器所发生的超声波的传递方向，以间接控制距离该覆冰最近的所述压电陶瓷片以机械波进行除冰。2.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，多个所述压电陶瓷片(2)由所述叶片本体(1)的根部至尖端依次间隔设置。3.根据权利要求2所述的风机叶片，其特征在于，所述叶片本体(1)包括相对设置的叶片前缘和叶片后缘，多个所述压电陶瓷片(2)设置在所述叶片前缘上。4.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，还包括与所述控制器连接的温度传感器；所述温度传感器用于获取当前大气温度信息并将该温度信息反馈至所述控制器，所述控制器用于接收所述温度信息并根据所述温度信息控制所述超声波发生器(3)的开启与关...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星，刘志斌，
申请(专利权)人：三一重型能源装备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11