风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统技术方案

本申请公开了一种风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统，风机叶片上设置有阻尼器系统，其包括在风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或并列间隔设置的多个阻尼器单元。阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件。能耗电路为耗能器件和感性器件连接组成的回路。感性器件与磁性器件相对设置。目标元件为感性器件或磁性器件，弹性元件与目标元件组成目标系统。当目标元件的振动方向与叶片摆振方向满足预设角度范围，目标系统的固有频率与风机叶片的叶片振动频率之差满足预设范围时，目标系统与风机叶片共振，感性器件和磁性器件之间发生相对运动，能耗电路中产生感应电流，感应电流通过耗能器件耗能，则增大了叶片阻尼。增大了叶片阻尼。增大了叶片阻尼。

【技术实现步骤摘要】
风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统


[0001]本申请涉及风电
，尤其涉及一种风机叶片、一种风机叶片生产方法、一种风力发电机以及一种阻尼器系统。

技术介绍

[0002]风力发电机的叶片在特定的运行环境下，会发生负阻尼现象，产生自激振动，这种振动有可能导致叶片损坏，对风力发电机设备的安全运行产生影响。由于叶片在挥舞方向的气动阻尼较大，负阻尼现象通常出现在风机叶片的摆振过程中。
[0003]目前，急需解决风力发电机叶片在摆振方向上的负阻尼问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统，可以有效解决叶片在摆振方向的负阻尼问题，保证叶片的正常运行，提升风力发电机设备的运行安全。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请提供一种风机叶片，所述风机叶片上设置有阻尼器系统；所述阻尼器系统包括在所述风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；
[0007]所述阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件；
[0008]所述能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路；
[0009]所述感性器件与所述磁性器件相对设置，目标元件振动时的方向与所述风机叶片的叶片摆振方向满足预设角度范围；其中，所述目标元件为所述感性器件或所述磁性器件；
[0010]所述弹性元件与所述目标元件组成目标系统，所述目标系统的固有频率与所述风机叶片的叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的预设范围。
[0011]第二方面，本申请提供一种应用于所述风机叶片的风机叶片生产方法，所述方法包括：
[0012]确定风机叶片的叶片振动频率；
[0013]将阻尼器系统设置在所述风机叶片上；所述阻尼器系统包括在所述风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；所述阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件；所述能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路；
[0014]确定所述感性器件与所述磁性器件相对设置，目标元件振动时的方向与叶片摆振方向满足预设角度范围；其中，所述目标元件为所述感性器件或所述磁性器件；
[0015]将所述弹性元件与所述目标元件组成阻尼器系统，调整所述目标系统的固有频率与所述叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的预设范围。
[0016]第三方面，本申请提供一种风力发电机，所述风力发电机包括本申请提供的风机
叶片。
[0017]第四方面，本申请提供一种阻尼器系统，所述阻尼器系统包括目标方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；
[0018]所述阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件；
[0019]所述能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路；
[0020]所述感性器件与所述磁性器件相对设置；第一目标元件用于与所述弹性元件共同振动时，所述第一目标元件与第二目标元件发生相对运动；当所述第一目标元件为所述感性器件时，所述第二目标元件为所述磁性器件；当所述第一目标元件为所述磁性器件时，所述第二目标元件为所述感性器件。
[0021]通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：
[0022]本申请提供了一种风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统，其中，风机叶片上设置有阻尼器系统，阻尼器系统包括在风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或并列间隔设置的多个阻尼器单元。阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件。磁性器件能够产生磁场。其中，能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路。感性器件与磁性器件相对设置。目标元件为感性器件或磁性器件，弹性元件与目标元件组成目标系统。由于目标元件振动时的方向与风机叶片的叶片摆振方向满足预设角度范围，则当目标系统的固有频率与风机叶片的叶片振动频率之差满足预设范围时，目标系统与风机叶片共振。此时，无论目标元件为感性器件还是磁性器件，感性器件和磁性器件之间均会发生相对运动，感性器件切割磁场中的磁感线，使得感性器件产生感应电动势。由于能耗电路是回路，则会在能耗电路中产生感应电流，而能耗电路中有耗能器件，感应电流通过耗能器件产生耗能，这对叶片整体在摆振方向上的振动起到耗能作用，由此，能够增大叶片阻尼，以减小叶片因负阻尼产生振动而损坏叶片的风险，进而提高叶片运行的安全性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例提供的一种磁铁
‑
线圈系统的相对运动示意图；
[0025]图2为本申请实施例提供的一种风机叶片的示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的一种感性器件、耗能器件和容性器件的连接方式的示意图；
[0027]图4为本申请实施例提供的一种阻尼器单元的结构示意图；
[0028]图5为本申请实施例提供的另一种阻尼器单元的结构示意图；
[0029]图6为本申请实施例提供的一种磁性器件的排布示意图；
[0030]图7为本申请实施例提供的另一种磁性器件的排布示意图；
[0031]图8为本申请实施例提供的一种叶片阻尼比的示意图；
[0032]图9为本申请实施例提供的一种风机叶片的风机叶片生产方法的流程图。
具体实施方式
[0033]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
[0034]为了便于理解和解释本申请实施例提供的技术方案，先对本申请实施例中所涉及到的
技术介绍
进行介绍。
[0035]风力发电机(例如水平轴风力发电机)的叶片在特定的运行环境下，会产生颤振。颤振为叶片的弯扭耦合变形，在气动力作用下产生的自激振动。在该状态下，叶片的气动阻尼为负，叶片振动呈指数型发散。其中，气动阻尼指的是流体对结构造成的阻碍，其消耗能量并影响结构振动。自激振动指的是机械系统内部流体由非振动性的激发转变为振动性激发而引起的振动，在振动微分方程中对应负阻尼。在实际应用中，这种颤振导致的负阻尼现象有可能导致叶片损坏，对风力发电机设备的安全运行产生影响。
[0036]摆振指的是在叶根坐标系下，风机叶片在叶片的弦长方向运动，弦长方向为从叶根延伸到叶尖的方向。摆振方向即弦长方向。挥舞方向指的是在叶根坐标系下，风机叶片压力面相对吸力面的运动方向。由于叶片在挥舞方向的受力面积大，气动阻尼较大，而叶片在摆振方向的受力面积小，则颤振导致的负阻尼现象通常出现在风机叶片的摆振过程中。
[0037]目前，急需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机叶片，其特征在于，所述风机叶片上设置有阻尼器系统；所述阻尼器系统包括在所述风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；所述阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件；所述能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路；所述感性器件与所述磁性器件相对设置，目标元件振动时的方向与所述风机叶片的叶片摆振方向满足预设角度范围；其中，所述目标元件为所述感性器件或所述磁性器件；所述弹性元件与所述目标元件组成目标系统，所述目标系统的固有频率与所述风机叶片的叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的预设范围。2.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述弹性元件的弹性元件刚度系数是可调整的，其用于改变所述目标系统的固有频率，以使所述目标系统的固有频率与所述风机叶片的叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的预设范围。3.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器系统还包括容性器件；所述能耗电路中的所述耗能器件、所述感性器件与所述容性器件之间具有连接通路；以及所述感性器件的电感值和所述容性器件的电容值是可调整的，这两者用于改变所述能耗电路的谐振频率，以使所述能耗电路的谐振频率与所述叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的所述预设范围。4.根据权利要求1任一项所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器单元还包括安装基座、滑动保持架和滑轨；所述安装基座用于固定在所述风机叶片上；所述滑轨的一端用于连接所述安装基座，另一端穿过所述滑动保持架；所述滑动保持架通过所述弹性元件与所述安装基座连接；所述感性器件安装在所述安装基座上，所述磁性器件安装在所述滑动保持架上，所述目标元件为所述磁性器件；所述目标系统用于在振动时，带动所述滑动保持架在所述滑轨上按照所述目标元件的振动方向反复运动，以使所述磁性器件与所述感性器件之间发生第一方向上的相对运动。5.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器单元还包括安装基座、滑动保持架和滑轨；所述安装基座用于固定在所述风机叶片上；所述滑轨的一端用于连接所述安装基座，另一端穿过所述滑动保持架；所述滑动保持架通过所述弹性元件与所述安装基座连接；所述感性器件安装在所述滑动保持架上，所述磁性器件安装在所述安装基座上，所述目标元件为所述感性器件；所述目标系统用于在振动时，带动所述滑动保持架在所述滑轨上按照所述目标元件的振动方向反复运动，以使所述磁性器件与所述感性器件之间发生第一方向上的相对运动。6.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器单元还包括安装基座、滑动保持架和滑轨；所述安装基座用于固定在所述风机叶片上；所述滑轨的一端用于连接所述安装基座，另一端穿过所述滑动保持架；所述滑动保持架通过所述弹性元件与所述安装基座连接；所述感性器件安装在所述安装基座上，所述磁性器件安装在所述滑动保持架上，所述
目标元件为所述磁性器件；所述目标系统用于在振动时，带动所述滑动保持架在所述滑轨上按照所述目标元件的振动方向反复运动，以使所述磁性器件与所述感性器件之间发生第二方向上的相对运动。7.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器单元还包括安装基座、滑动保持架和滑轨；所述安装基座用于固定在所述风机叶片上；所述滑轨的一端用于连接所述安装基座，另一端穿过所述滑动保持架；所述滑动保持架通过所述弹性元件与所述安装基座连接；所述感性器件安装在所述滑动保持架上，所述磁性器件安装在所述安装基座上，所述目标元件为所述感性器件；所述目标系统用于在振动时，带动所述滑动保持架在所述滑轨上按照所述目标元件的振动方向反复运动，以使所述磁性器件与所述感性器件之间发生第二方向上的相对运动。8.根据权利要求1
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7任一项所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器系统安装在风机叶片蒙皮的内表面、所述风机叶片蒙皮的外表面、风机叶片主梁区域中的一者或多者。9.根据权利要求1
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7任一项所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器系统安装在所述风机叶片的非振型节点上；所述阻尼器系统到风机叶片尖部的距离根据叶片摆振振型所确定；当所述叶片摆振振型为一阶摆振时，所述阻尼器系统到风机叶片尖部的距离为第一距离值；当所述叶片摆振振型为二阶摆振时，所述阻尼器系统到风机叶片尖部的距离为第二距离值；其中，所述第一距离值小于所述第二距离值。10.根据权利要求...

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