用于风力涡轮机叶片的降噪装置、风力涡轮机叶片、风力涡轮机以及用于风力涡轮机叶片的降噪的方法。用于风力涡轮机叶片(2)的降噪装置，包括主动降噪设备(8)和被动降噪设备(7)，其中，所述被动降噪设备(7)包括适于固定到所述风力涡轮机叶片(2)的后缘(4)的至少一个锯齿状边缘轮廓(9)，其中，所述主动降噪设备(8)包括：至少一个不稳定压力传感器(10)，其适于在所述风力涡轮机叶片(2)的操作期间产生对应于湍流状态的输出信号；至少一个致动器(11)；以及控制单元(12)，其中，所述传感器(10)被布置成与所述锯齿状边缘轮廓(9)的锯齿状边缘(14)相邻，并且所述控制单元(12)适于根据所述传感器(10)的所述输出信号来控制所述致动器(11)，以发出至少部分地降低由所述风力涡轮机叶片(2)产生的噪声的抗噪声信号。叶片(2)产生的噪声的抗噪声信号。叶片(2)产生的噪声的抗噪声信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于风力涡轮机叶片的降噪装置、风力涡轮机叶片、风力涡轮机以及用于风力涡轮机叶片的降噪的方法
[0001]本专利技术涉及用于风力涡轮机叶片的降噪装置，该降噪装置包括主动降噪设备和被动降噪设备，其中，该被动降噪设备包括适于固定到风力涡轮机叶片的后缘的至少一个锯齿状边缘轮廓。此外，本专利技术还涉及风力涡轮机叶片、风力涡轮机以及用于风力涡轮机叶片的降噪的方法。
技术介绍
[0002]在风力涡轮机的操作期间从风力涡轮机叶片发出的后缘噪声是现代工业规模风力涡轮机的主要噪声产生机制。在操作期间从风力涡轮机产生的噪声决定了可竖立风力涡轮机的区域，或者相对应地可操作机器的方式，以便符合风力涡轮机的周围环境中的噪声限制。
[0003]在风力涡轮机的操作期间发出过度噪声可能导致必须以缩减的操作模式来操作风力涡轮机，其中，牺牲发电以便限制噪声排放。因此，风力涡轮机的噪声排放可直接影响其经济可行性。因此，存在对降噪技术、特别是用于陆上风力涡轮机的降噪技术的需求。一种用于限制由风力涡轮机叶片发出的噪声的方法是在风力涡轮机叶片的后缘处使用锯齿来被动地降低在后缘处发出的噪声。在现有技术中，已考虑另外的方法来降低风力涡轮机的噪声，特别是风力涡轮机的风力涡轮机叶片的噪声。
[0004]在EP 3 249 216 A1中，描述了一种具有降噪装置的转子叶片。该转子叶片包括至少一个传感器，以用于检测基本上从转子叶片的前缘流动到后缘的流体的流动特性。该转子叶片还包括至少一个致动器，以用于产生用于至少部分地抵消转子叶片的流动引起的边缘噪声的抗噪声信号。
[0005]WO 2008/043874 A1公开了一种用于抑制和消除风力涡轮机中的噪声的系统，其中，该系统包括设置在塔架和叶片的跨度上的多个麦克风。叶片上的麦克风测量近场湍流压力波动，并且塔架上的麦克风测量通过叶片后缘的湍流所产生的声学远场噪声。基于这些麦克风所捕获的信号，位于叶片处的扩音器被启动以消除转子所产生的噪声。
[0006]US 2013/0164135 A1公开了用于主动抑制来自风力涡轮机的发出噪声的部件的噪声特征(noise signature)的系统和方法。因此，使用能够测量发出噪声的风力涡轮机部件的原始噪声特征的主动噪声测量设备。基于测得的噪声特征，创建反向噪声特征，并且使用放大器来放大该反向噪声特征以便使用至少一个扬声器来发射它。
技术实现思路
[0007]本专利技术的一个目的在于提供一种用于风力涡轮机叶片的改进的降噪装置。
[0008]根据本专利技术，该目的通过如开头所述的降噪装置来解决，其中,主动降噪设备包括：至少一个不稳定压力传感器，其适于在风力涡轮机叶片的操作期间产生对应于湍流状态(turbulent flow condition)的输出信号；至少一个致动器；以及控制单元，其中，该传
感器被布置成与锯齿状边缘轮廓的锯齿状边缘相邻，并且该控制单元适于根据该传感器的输出信号来控制致动器，以发出至少部分地降低由风力涡轮机叶片产生的噪声的抗噪声信号。
[0009]根据本专利技术的降噪装置将作为被动降噪设备的锯齿状后缘轮廓与主动降噪设备组合，该主动降噪设备包括至少不稳定压力传感器或相应的至少一个声学传感器、控制单元和至少一个致动器。通过将该至少一个传感器布置成与锯齿状边缘轮廓的锯齿状边缘相邻，使得能够实现与锯齿状边缘处的湍流状态所产生的噪声相对应的主动降噪。另外，结合了主动降噪设备和被动降噪设备两者的降噪效果，使得可获得通过所述降噪装置实现的改进的降噪。所述降噪装置可被视为一种组合降噪系统。
[0010]理论和实验结果已表明，主动降噪设备可在其最有效的频率下或相应地作为最大衰减实现大约6dB的降低。为了进一步增加对风力涡轮机所产生的噪声的降低，可有利地使用主动降噪设备和作为被动降噪设备的锯齿状边缘轮廓的组合，这是因为对于锯齿状后缘，可获得在其最有效的频率下的高达10dB的降噪。布置该至少一个传感器和锯齿状边缘轮廓的锯齿状边缘允许抗噪声信号特定地适于该锯齿状边缘轮廓，并因此产生提高所述降噪装置的整体降噪能力的协同效应。
[0011]与仅使用主动降噪设备相比，当将主动降噪设备与作为被动降噪设备的锯齿状边缘轮廓结合使用时，可减少在远场中的给定位置处获得一定的噪声衰减所需的传感器的数量。由于主动降噪设备的性能取决于传感器的数量和它们的间隔两者，因此结合锯齿状边缘，传感器之间的间隔也可更大，从而有助于降噪装置的制造并降低其成本。
[0012]所述降噪装置可被附接到风力涡轮机，以降低由风力涡轮机叶片在操作期间、因此在风力涡轮机叶片的安装状态下当风在风力涡轮机叶片的轮廓上流动时、特别是当转子旋转时产生的噪声。所述抗噪声信号特别是以如下方式产生和发射，即：使得远场中的噪声降低，因此在风力涡轮机的周围环境中的受风力涡轮机的噪声影响的至少一个位置或区域中，例如沿噪声最高效传播的下风方向，使得噪声降低。所述远场指的是翼型件/叶片周围的湍流气流之外的区域，在那里压力变化特别地包括高效传播并且在声学上可感知为噪声的声波。通过降低风力涡轮机的远场噪声，可最小化噪声对风力涡轮机的周围环境的影响。
[0013]所述降噪装置可在风力涡轮机叶片的制造期间被包括在风力涡轮机叶片中，或者它可作为附加套件提供，该附加套件可被相应地修改到现有的风力涡轮机或其风力涡轮机叶片，以用于降低其操作期间产生的噪声。因此，包括主动降噪设备的该至少一个传感器的锯齿状边缘轮廓、控制单元和该至少一个致动器可被安装到风力涡轮机叶片，其中，该至少一个传感器和该至少一个致动器被连接到主动降噪设备的控制单元。
[0014]在本专利技术的一个优选实施例中，主动降噪设备包括多个传感器，其中，这些传感器被布置在锯齿状边缘旁边，特别是布置成一排或多排，其中每排在锯齿状边缘和该排中的每个传感器之间具有恒定或基本上恒定的距离，和/或布置成一排或多排，其中每排在锯齿状边缘和该排中的每个传感器之间具有不同的距离。该多个传感器特别地沿锯齿状后缘轮廓的翼展向方向布置成一排或多排，其中，在每一排中，特别是在每一个传感器与锯齿状边缘轮廓的锯齿状边缘之间的恒定或基本上恒定的距离内，传感器沿循锯齿状边缘的走向(course)。附加地或替代地，也可将传感器布置成一排或多排，其中，该排中的每个传感器与锯齿状边缘之间的距离是变化的，例如，这取决于传感器的翼展向位置，使得当传感器的
位置处的流体流量较低时，传感器更靠近锯齿状边缘。沿循锯齿状边缘的传感器可被认为是沿风力涡轮机的后缘处的非线性路径布置，其中，该路径可相应地作为用于确定所产生的噪声或抗噪声信号的参考。通过该多个不稳定压力传感器，锯齿状边缘处的不稳定流动状况，特别是沿风力涡轮机叶片流动的流体的压力，能够以由传感器沿该路径的位置限定的空间分辨率来记录。
[0015]根据本专利技术，在锯齿状边缘旁边的两个相邻传感器之间的间隔是均匀的或非均匀的。在均匀间隔中，两个相邻传感器之间的距离对于所有相邻传感器对而言可相等或基本上相等。该多个传感器的均匀间隔使得能够沿遵循锯齿状边缘的参考本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于风力涡轮机叶片(2)的降噪装置，包括主动降噪设备(8)和被动降噪设备(7)，其中，所述被动降噪设备(7)包括适于固定到所述风力涡轮机叶片(2)的后缘(4)的至少一个锯齿状边缘轮廓(9)，其中，所述主动降噪设备(8)包括：至少一个不稳定压力传感器(10)，其适于在所述风力涡轮机叶片(2)的操作期间产生对应于湍流状态的输出信号；至少一个致动器(11)；以及控制单元(12)，其中，所述传感器(10)被布置成与所述锯齿状边缘轮廓(9)的锯齿状边缘(14)相邻，并且所述控制单元(12)适于根据所述传感器(10)的所述输出信号来控制所述致动器(11)，以发出至少部分地降低由所述风力涡轮机叶片(2)产生的噪声的抗噪声信号。2.根据权利要求1所述的降噪装置，其特征在于，所述主动降噪设备(8)包括多个传感器(10)，其中，所述传感器(10)被布置在所述锯齿状边缘(14)旁边，特别是布置成一排或多排，其中每排在所述锯齿状边缘(14)和所述排中的每个传感器(10)之间具有恒定或基本上恒定的距离，和/或布置成一排或多排，其中每排在所述锯齿状边缘(14)和所述排中的每个传感器(10)之间具有不同的距离。3.根据权利要求2所述的降噪装置，其特征在于，在所述锯齿状边缘(14)旁边的两个相邻传感器(10)之间的间隔是均匀的或非均匀的。4.根据前述权利要求中任一项所述的降噪装置，其特征在于，所述锯齿状边缘轮廓(9)包括多个齿(15)，特别是多个三角形齿(15)，从而形成所述锯齿状边缘(14)。5.根据权利要求4所述的降噪装置，其特征在于，锯齿状轮廓(9)包括布置在两个相邻齿(15)之间的至少一个流可穿越结构(20)，特别是梳状结构和/或多孔结构。6.根据前述权利要求中任一项所述的降噪装置，其特征在于，所述至少一个致动器(11)被布置在能够附接到所述风力涡轮机叶片(2)的基板(18)上和/或布置在所述锯齿状边缘轮廓(9)的布置部分(19)上。7.根据前述权利要求中任一项所述的降噪装置，其特征在于，所述致动器(11)包括扩音器，和/或所述传感器(10)包括压力传感器，特别是表面压力传感器和/或麦克风。8.根据前述...
【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：
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