一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，包括叶片主体、过渡段和S型叶尖小翼，所述叶片主体和S型叶尖小翼通过过渡段相连接，所述过渡段与叶片主体连接处的两个端面的形状大小相匹配，其与S型叶尖小翼连接处的两个端面的形状大小相匹配，其弦长由与叶片主体相连接的端部向与S型叶尖小翼相连接的端部平滑过渡；所述S型叶尖小翼整体向叶片的迎风面弯曲延伸或向其背风面弯曲延伸。本实用新型专利技术能够更好的削弱叶尖涡的强度，减小叶片运行过程中的诱导阻力，有效提高机组发电量，此外还能起到降低叶尖涡噪声的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片
本技术涉及风力发电机叶片的
，尤其是指一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片。
技术介绍
风能是一种清洁可再生能源，当下随着国家能源结构转型的推进，新能源行业发展迅猛，风力发电已成为主要的新增电力机组的选择。与此同时，风力发电技术在发展过程中也将遇到一些亟待解决的新问题。如风力发电机在运行过程中，由于叶片迎风面表面压力大，背风面表面压力小，在叶尖会形成从迎风面到背风面的绕流，并随着来流向风轮后方流动，即叶尖涡。叶尖涡的存在，会改变叶片尤其是叶尖区域的下洗速度场分布，引入的诱导速度会减少来流有效攻角，影响风力发电机运行的效率，由于叶尖涡的存在而产生的诱导速度进而引起的阻力也称为诱导阻力。目前叶尖小翼(在航空领域也叫翼梢小翼)的应用多集中在航空领域，风电行业风力发电机叶片上应用叶尖小翼的工程项目较少。在风力发电机叶片上应用叶尖小翼能在不明显增加叶片根部弯矩的前提下，减轻结构设计负担，有效提高扭矩。同时在风力发电机叶片叶尖设计或安装叶尖小翼能有效阻止气流沿叶片的展向流动，分散叶尖涡削弱叶尖涡强度，改善叶片区域的下洗速度场分布，增加来流有效攻角，减小产生的诱导阻力，起到减阻增升，提高年发电量，并降低叶尖涡噪声。同时通过采用安装叶尖小翼提高机组发电量，相比现有的通过延长叶片的手段提高机组发电量，前者能使叶片结构承受更小的负荷，有利于叶片和机组的安全性，而后者可能还会带来额外的负面影响，如：气弹、净空不足等问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，通过S型叶尖小翼的设计，能够更好的解决由于叶尖涡存在而产生的诱导阻力影响风力机发电效率的问题，该结构能够在不明显增加叶片结构负荷的前提下，削弱叶尖涡的强度，减小叶片运行过程中的诱导阻力，有效提高机组发电量，此外还能起到降低叶尖涡噪声的作用。为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为：一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，包括叶片主体、过渡段和S型叶尖小翼，所述叶片主体和S型叶尖小翼通过过渡段相连接，所述过渡段与叶片主体连接处的两个端面的形状大小相匹配，其与S型叶尖小翼连接处的两个端面的形状大小相匹配，其弦长由与叶片主体相连接的端部向与S型叶尖小翼相连接的端部平滑过渡；所述S型叶尖小翼整体向叶片的迎风面弯曲延伸或向其背风面弯曲延伸。进一步，所述S型叶尖小翼由第一小翼和第二小翼连接组成，所述第一小翼包括相互连接的第一直线段部分和第一弯曲圆角部分，该第一小翼通过第一弯曲圆角部分与过渡段相连接，所述第二小翼包括相互连接的第二直线段部分和第二弯曲圆角部分，所述第二小翼通过第二弯曲圆角部分与第一小翼相连接，且所述第一直线段部分与叶片主体的延长线形成第一倾斜角，所述第二直线段部分与第一直线段部分的延长线形成第二倾斜角。进一步，所述第一倾斜角为40°～90°，所述第二倾斜角为40°～90°。进一步，所述第一弯曲圆角部分的弯曲半径为叶片主体长度的0.25％～2％，所述第二弯曲圆角部分的弯曲半径为第一弯曲圆角部分弯曲半径的1/4～1/2。进一步，所述第一小翼的高度，即其翼尖至叶片主体延长线的垂直距离，为叶片主体长度的1％～4％；所述第二小翼的高度，即其翼尖至第一小翼的第一直线段部分的延长线的垂直距离，为第一小翼高度的1/4～1/2。进一步，所述第一小翼翼尖处翼型弦线与风力发电机的风轮平面的翼尖扭角为-10°～20°，所述第二小翼翼尖处翼型弦线与风轮平面的翼尖扭角为-10°～20°。进一步，所述第一小翼和第二小翼的翼型均为升力翼型。进一步，所述叶片主体和过渡段为一体成型，并与S型叶尖小翼通过物理粘接或机械连接。进一步，所述叶片主体和过渡段为一体成型，并与S型叶尖小翼通过真空灌注二次成型。本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：1、本技术通过S型叶尖小翼的设计，在不明显增加叶片结构负荷的前提下，有效减小叶片运行过程中的诱导阻力，提高风力发电机的运行气动效率，增加机组发电量的目的。2、本技术的S型叶尖小翼能削弱叶尖涡强度，进而降低叶尖涡噪声水平。3、本技术能够根据不同风场的风资源特性、叶片型号等因素，通过调整S型叶尖小翼的倾斜角、弯曲半径等参数，以适应不同风场、不同机组叶片的增功提效的需要。4、本技术的S型叶尖小翼，相比于其他增功手段，如叶尖延长，能引入更少的叶根弯矩，并有效降低整机对其他部件的强度等要求，提高机组运行可靠性，降低整机成本。附图说明图1为本技术叶片的结构示意图。图2为本技术叶片的局部结构示意图。图3为本技术叶片局部结构的主视图。图4为本技术叶片局部结构的仰视图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，本实施例所述的风力发电机叶片，包括叶片主体1、过渡段2和S型叶尖小翼3，所述叶片主体1和S型叶尖小翼3通过过渡段2相连接，所述过渡段2与叶片主体1连接处的两个端面的形状大小相匹配，即其两个端面的弦长相一致、翼型相一致，其与S型叶尖小翼3连接处的两个端面的形状大小相匹配，即其两个端面的弦长相一致、翼型相一致，该过渡段2的弦长由与叶片主体1相连接的端部向与S型叶尖小翼3相连接的端部平滑过渡；所述S型叶尖小翼3整体向叶片的迎风面弯曲延伸或向其背风面弯曲延伸。如图2、图3所示，所述S型叶尖小翼3由第一小翼和第二小翼连接组成，且所述第一小翼和第二小翼的翼型均为升力翼型；所述第一小翼包括相互连接的第一直线段部分302和第一弯曲圆角部分301，该第一小翼通过第一弯曲圆角部分301与过渡段2相连接，所述第二小翼包括相互连接的第二直线段部分304和第二弯曲圆角部分303，所述第二小翼通过第二弯曲圆角部分303与第一小翼相连接，且所述第一直线段部分302与叶片主体1的延长线形成第一倾斜角α1，所述第二直线段部分304与第一直线段部分302的延长线形成第二倾斜角α2，所述第一倾斜角α1为40°～90°，所述第二倾斜角α2为40°～90°；当第一倾斜角α1为90°时，此时第一直线段部分302垂直于叶片主体1延长线，即S型叶尖小翼3整体与叶片主体1呈垂直关系，当第一倾斜角α1为40°时，此时第一直线段部分302和叶片主体1延长线的夹角为40°，其翼尖朝叶片展向弯曲。所述第一弯曲圆角部分301的弯曲半径r1为叶片主体1长度的0.25％～2％，所述第二弯曲圆角部分303的弯曲半径r2为第一弯曲圆角部分301弯曲半径r1的1/4～1/2，根据不同风场的风资源特性、叶片型号等因素，调整两个弯曲圆角部分的弯曲半径，不仅能降低过渡段2和S型叶尖小翼3连接处的干扰阻力，同时也能减小该区域的应力集中，提高结构的安全可靠性。所述第一小翼的高度h1，即其翼尖至叶片主体1延长线的垂直距离，为叶片主体1长度的1％～4％；所述第二小翼的高度h2，即其翼尖至第一小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，其特征在于：包括叶片主体、过渡段和S型叶尖小翼，所述叶片主体和S型叶尖小翼通过过渡段相连接，所述过渡段与叶片主体连接处的两个端面的形状大小相匹配，其与S型叶尖小翼连接处的两个端面的形状大小相匹配，其弦长由与叶片主体相连接的端部向与S型叶尖小翼相连接的端部平滑过渡；所述S型叶尖小翼整体向叶片的迎风面弯曲延伸或向其背风面弯曲延伸。/n

【技术特征摘要】
1.一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，其特征在于：包括叶片主体、过渡段和S型叶尖小翼，所述叶片主体和S型叶尖小翼通过过渡段相连接，所述过渡段与叶片主体连接处的两个端面的形状大小相匹配，其与S型叶尖小翼连接处的两个端面的形状大小相匹配，其弦长由与叶片主体相连接的端部向与S型叶尖小翼相连接的端部平滑过渡；所述S型叶尖小翼整体向叶片的迎风面弯曲延伸或向其背风面弯曲延伸。


2.根据权利要求1所述的一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，其特征在于：所述S型叶尖小翼由第一小翼和第二小翼连接组成，所述第一小翼包括相互连接的第一直线段部分和第一弯曲圆角部分，该第一小翼通过第一弯曲圆角部分与过渡段相连接，所述第二小翼包括相互连接的第二直线段部分和第二弯曲圆角部分，所述第二小翼通过第二弯曲圆角部分与第一小翼相连接，且所述第一直线段部分与叶片主体的延长线形成第一倾斜角，所述第二直线段部分与第一直线段部分的延长线形成第二倾斜角。


3.根据权利要求2所述的一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，其特征在于：所述第一倾斜角为40°～90°，所述第二倾斜角为40°～90°。


4.根据权利要求2所述的一种带S型叶尖小翼的风力发电机叶片，其特征在于：所述第一弯曲圆角部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂小棋，李军向，黄凤英，黄轩晴，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：新型
国别省市：广东;44