叶片及风力发电机组制造技术

本发明专利技术提供一种叶片及风力发电机组。所述叶片包括：压力面壳体和吸力面壳体；腹板，沿着所述叶片的展向支撑在所述压力面壳体与所述吸力面壳体之间，将所述叶片内腔分为位于前缘侧的前腔和位于后缘侧的后腔；至少一个前腔气囊和至少一个后腔气囊，所述至少一个前腔气囊设置在所述前腔中并与所述前腔的内表面贴合，所述至少一个后腔气囊设置在所述后腔中并与所述后腔的内表面贴合；自动充气装置，对所述至少一个前腔气囊和所述至少一个后腔气囊进行自动充气。根据本发明专利技术，可同时提高叶片在低阶模态下和高阶模态下的结构阻尼。阶模态下和高阶模态下的结构阻尼。阶模态下和高阶模态下的结构阻尼。

【技术实现步骤摘要】
叶片及风力发电机组


[0001]本专利技术涉及风力发电
，更具体地讲，本专利技术涉及一种叶片及风力发电机组。

技术介绍

[0002]风力发电机组的叶片的结构阻尼比通常在0.1％
‑
0.7％左右，叶片在风载的作用下，由于其自身结构阻尼的不足，叶片
‑
叶轮系统容易发生失速、弯扭耦合颤振等现象。
[0003]在现有技术中，可通过动力吸振器、油液减振装置和压电装置对叶片进行减振。然而，动力吸振器只能对叶片的某个频率进行减振，不能整体提高叶片的结构阻尼。油液减振装置由于结构复杂，不适合在狭小的叶片空腔中安装，且容易引发漏油和滑块卡死等故障，降低了系统的可靠性。虽然压电装置中的压电材料可以通过电流，在结构内部产生应变，增加叶片阻尼，但是系统会耗费电能且压电装置寿命较短，另外，还需额外增加控制器，导致成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种能够同时提高低阶模态下和高阶模态下的结构阻尼的叶片及风力发电机组。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种能够更好地保持气囊充气状态的叶片及风力发电机组。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种能够有效降低叶片冲击和疲劳载荷、叶片失速颤振或弯扭耦合颤振的叶片及风力发电机组。
[0007]根据本专利技术的一方面，提供一种叶片，所述叶片包括：压力面壳体和吸力面壳体；腹板，沿着所述叶片的展向支撑在所述压力面壳体与所述吸力面壳体之间，将所述叶片内腔分为位于前缘侧的前腔和位于后缘侧的后腔；至少一个前腔气囊和至少一个后腔气囊，所述至少一个前腔气囊设置在所述前腔中并与所述前腔的内表面贴合，所述至少一个后腔气囊设置在所述后腔中并与所述后腔的内表面贴合；自动充气装置，对所述至少一个前腔气囊和所述至少一个后腔气囊进行自动充气。通过设置前腔气囊和后腔气囊，可同时提高叶片在低阶模态下和高阶模态下的结构阻尼，可降低叶片冲击和疲劳载荷以及叶片失速颤振或弯扭耦合颤振。通过设置自动充气装置，可对前腔气囊和后腔气囊进行自动充气，一方面可减少人工充气成本，另一方面可更好地保持前腔气囊和后腔气囊的气压，以使前腔气囊和后腔气囊与前腔和后腔的内表面贴合紧密，提供叶片自身结构阻尼。
[0008]可选地，所述自动充气装置包括充气管和与所述充气管相连的充气泵，所述前腔气囊和所述后腔气囊中的每个与所述充气管相连，所述充气泵通过所述充气管对所述前腔气囊和所述后腔气囊同时进行充气。因此，可减少充气时间和充气成本。
[0009]可选地，所述自动充气装置还包括：气压传感器，所述气压传感器设置在所述充气管的入口处以感测所述前腔气囊和所述后腔气囊中的压强值；控制器，根据所述气压传感
器感测的压强值，打开或关闭所述充气泵。
[0010]可选地，所述控制器被配置为：当所述气压传感器感测的压强小于或等于第一阈值时，打开充气泵以对所述前腔气囊和所述后腔气囊进行充气，当所述气压传感器感测的压强大于或等于第二阈值时，关闭充气泵，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
[0011]可选地，所述自动充气装置还包括：计时器，对所述前腔气囊和所述后腔气囊的充气时间进行计时；故障报警器，当所述前腔气囊和所述后腔气囊的充气时间超过阈值时，所述故障报警器报警。根据本专利技术的实施例，通过设置计时器和报警器，有利于发现前腔气囊和后腔气囊的故障，避免一直充气充不满的情况，能够及时发现气囊损坏，进行更换。
[0012]可选地，所述叶片包括沿所述叶片的弦向彼此分开的两个所述腹板，所述充气管在两个所述腹板之间延伸，所述前腔气囊和所述后腔气囊均设置有充气嘴，所述充气嘴穿过两个所述腹板中的相应腹板以与所述充气管相连。
[0013]可选地，所述叶片包括多个前腔气囊和多个后腔气囊，所述多个前腔气囊沿所述叶片的展向排布并且相邻的所述前腔气囊之间彼此贴合，所述多个后腔气囊沿所述叶片的展向排布并且相邻的所述后腔气囊之间彼此贴合。由于可根据前腔和后腔的腔体形状变化沿叶片的展向布置多个前腔气囊和多个后腔气囊，可使每个前腔气囊和后腔气囊与前腔或后腔的内表面更好地贴合，进一步增大叶片自身的结构阻尼。另外，通过使展向上彼此相邻的前腔气囊之间彼此贴合、在叶片的展向上彼此相邻的后腔气囊之间彼此贴合，从而在叶片发生变形时，彼此贴合的前腔气囊之间以及彼此相邻的后腔气囊之间可相互摩擦，以摩擦热的方式释放振动能量，从而提高叶片自身的结构阻尼。
[0014]可选地，所述叶片还包括多个前腔挡板和多个后腔挡板。所述多个前腔挡板在所述前腔中支撑在所述压力面壳体与所述吸力面壳体之间，所述多个前腔挡板沿所述叶片的展向彼此分开以将所述前腔分成多个前腔子空间，多个所述前腔气囊分别设置在所述多个前腔子空间中。所述多个后腔挡板在所述后腔中支撑在所述压力面壳体与所述吸力面壳体之间，所述多个后腔挡板沿所述叶片的展向彼此分开以将所述后腔分成多个后腔子空间，多个所述后腔气囊分别设置在所述多个后腔子空间中。根据本专利技术，通过设置前腔挡板和后腔挡板，可防止前腔气囊和后腔气囊在叶片的展向上窜动，使前腔气囊和后腔气囊更好地发挥结构阻尼的作用。
[0015]可选地，所述多个前腔挡板均具有穿透所述多个前腔挡板的前腔挡板孔，相邻的所述前腔气囊穿过所述前腔挡板孔彼此贴合。所述多个后腔挡板均具有穿透所述多个后腔挡板的后腔挡板孔，相邻的所述后腔气囊穿过所述后腔挡板孔彼此贴合。
[0016]可选地，所述前腔气囊和所述后腔气囊在所述叶片的展向上分布在距离所述叶片的叶根三分之一至五分之四的范围内。所述前腔气囊和所述后腔气囊中的每个的表面上设置有突起。通过在前腔气囊和后腔气囊的表面上设置突起，可增大前腔气囊和后腔气囊与前腔或后腔的摩擦力，增大前腔气囊和后腔气囊与腹板的摩擦力并增大彼此贴合的相邻前腔气囊和相邻后腔气囊之间的摩擦力，从而可进一步提高叶片的结构阻尼。作为示例，突起可分布在前腔气囊和后腔气囊的整个表面上或部分表面上。其中，突起的高度是正弦分布，相互摩擦的气囊由于高低不同的突起之间的相互插接摩擦，能有有效的提高阻尼效果。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的叶片。
附图说明
[0018]通过下面结合附图进行的详细描述，本专利技术的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
[0019]图1是示意性示出根据本专利技术的实施例的叶片的弦向截面图；
[0020]图2是示意性示出根据本专利技术的实施例的叶片的一个区段的分解示意图；
[0021]图3是示意性示出根据本专利技术的实施例的叶片的展向示意图；
[0022]图4是示意性示出根据本专利技术的实施例的对气囊进行自动充气的流程图。
[0023]附图标记说明：11为压力面壳体，12为吸力面壳体，13为腹板，14为前腔，15为后腔，16为前腔挡板，17为后腔挡板，16a为前腔挡板孔，17a为后腔挡板孔，21为前腔气囊，22为后腔气囊，21a和22a为充气嘴，30为充气管，40为充气泵。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶片，其特征在于，所述叶片包括：压力面壳体(11)和吸力面壳体(12)；腹板(13)，沿着所述叶片的展向支撑在所述压力面壳体(11)与所述吸力面壳体(12)之间，将所述叶片内腔分为位于前缘侧的前腔(14)和位于后缘侧的后腔(15)；至少一个前腔气囊(21)和至少一个后腔气囊(22)，所述至少一个前腔气囊(21)设置在所述前腔(14)中并与所述前腔(14)的内表面贴合，所述至少一个后腔气囊(22)设置在所述后腔(15)中并与所述后腔(15)的内表面贴合；自动充气装置，对所述至少一个前腔气囊(21)和所述至少一个后腔气囊(22)进行自动充气。2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述自动充气装置包括充气管(30)和与所述充气管(30)相连的充气泵(40)，所述前腔气囊(21)和所述后腔气囊(22)中的每个与所述充气管(30)相连，所述充气泵(40)通过所述充气管(30)对所述前腔气囊(21)和所述后腔气囊(22)同时进行充气。3.根据权利要求2所述的叶片，其特征在于，所述自动充气装置还包括：气压传感器，所述气压传感器设置在所述充气管(30)的入口处以感测所述前腔气囊(21)和所述后腔气囊(22)中的压强；控制器，根据所述气压传感器感测的压强，打开或关闭所述充气泵(40)。4.根据权利要求3所述的叶片，其特征在于，所述控制器被配置为：当所述气压传感器感测的压强小于或等于第一阈值时，打开充气泵(40)以对所述前腔气囊(21)和所述后腔气囊(22)进行充气，当所述气压传感器感测的压强大于或等于第二阈值时，关闭充气泵(40)，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。5.根据权利要求4所述的叶片，其特征在于，所述自动充气装置还包括：计时器，对所述前腔气囊(21)和所述后腔气囊(22)的充气时间进行计时；故障报警器，当所述前腔气囊(21)和所述后腔气囊(22)的充气时间超过阈值时，所述故障报警器报警。6.根据权利要求2所述的叶片，其特征在于，所述叶片包括沿所述叶片的弦向彼此分开的两个所述腹板(13)，所述充气管(30)在两个所述腹板(13)之间延伸，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周经纬，翟恩地，楚小超，
申请(专利权)人：江苏金风科技有限公司，
类型：发明
国别省市：