一种风力发电机组结构变桨叶片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风力发电机组结构变桨叶片，仅对叶尖段内的第一梁帽和第二梁帽进行切割，而叶根段不变，第一梁帽靠近叶片前缘的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片前缘打斜切割掉一部分，第二梁帽靠近叶片后缘的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片后缘打斜切割掉一部分，切割后的第一梁帽和第二梁帽从其朝向叶尖的端面看，第一梁帽和第二梁帽的端面错开，使得叶片在强风条件下，横截面的叶片结构主轴产生扭转，形成结构弯扭耦合，等效于对叶尖段进行局部变桨，可使得在降低载荷的同时而不损失发电量或者损失较少，并且以最小的代价解决气弹问题。最小的代价解决气弹问题。最小的代价解决气弹问题。

A structure pitch blade of wind turbine

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组结构变桨叶片


[0001]本技术涉及风力发电机组被动变桨的
，尤其是指一种风力发电机组结构变桨叶片。

技术介绍

[0002]现有风力发电机组叶片，随着风速的增加，叶片变桨控制启动，电气控制叶根变桨轴承产生变桨动作，整支叶片发生变桨，所有截面旋转相同角度，此时叶根段和叶尖段的气动效率都降低。
[0003]随着叶片结构向更大更柔方向发展，颤振问题更加突出。柔性叶片普遍存在由于摆振
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扭转耦合导致的失速颤振问题，解决这个失速颤振问题通常有两种方法：a、增加扭转刚度，调节剪切中心等措施，会导致重量增加；b、通过变桨控制手段来降低载荷，会伴随着发电量的损失。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种风力发电机组结构变桨叶片，在降低载荷的同时而不损失发电量或者损失较少，并且以最小的代价解决气弹问题。
[0005]为实现上述目的，本技术所提供的第一种技术方案为：一种风力发电机组结构变桨叶片，所述叶片的主梁由第一梁帽、第二梁帽和腹板组成，所述第一梁帽贴合叶片压力面在叶片长度方向上延伸，所述第二梁帽贴合叶片吸力面在叶片长度方向上延伸，所述第一梁帽和第二梁帽之间连接有两块在叶片长度方向上并排延伸的腹板，所述第一梁帽和第二梁帽的两侧分别外伸出两块腹板形成两侧翼，所述叶片区分有叶尖段和叶根段，仅对叶尖段内的第一梁帽和第二梁帽进行切割，而叶根段不变，其中，所述第一梁帽靠近叶片前缘的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片前缘打斜切割掉一部分，使其横截面宽度从叶根往叶尖方向逐近减小，所述第二梁帽靠近叶片后缘的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片后缘打斜切割掉一部分，使其横截面宽度从叶根往叶尖方向逐近减小，切割后的第一梁帽和第二梁帽从其朝向叶尖的端面看，第一梁帽和第二梁帽的端面错开，使得叶片在强风条件下，横截面的叶片结构主轴产生扭转，形成结构弯扭耦合，等效于对叶尖段进行局部变桨。
[0006]进一步，所述第一梁帽和第二梁帽被切割掉的部分为类三角形结构。
[0007]本技术所提供的第二种技术方案为：一种风力发电机组结构变桨叶片，所述叶片的主梁由第一梁帽、第二梁帽和腹板组成，所述第一梁帽贴合叶片压力面在叶片长度方向上延伸，所述第二梁帽贴合叶片吸力面在叶片长度方向上延伸，所述第一梁帽和第二梁帽之间连接有两块在叶片长度方向上并排延伸的腹板，所述第一梁帽和第二梁帽的两侧分别外伸出两块腹板形成两侧翼，所述叶片区分有叶尖段和叶根段，仅对叶尖段内的第一梁帽和第二梁帽进行切割，而叶根段不变，其中，所述第一梁帽靠近叶片后缘的一侧翼从其
朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片后缘打斜切割掉一部分，使其横截面宽度从叶根往叶尖方向逐近减小，所述第二梁帽靠近叶片前缘的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片前缘打斜切割掉一部分，使其横截面宽度从叶根往叶尖方向逐近减小，切割后的第一梁帽和第二梁帽从其朝向叶尖的端面看，第一梁帽和第二梁帽的端面错开，使得叶片在强风条件下，横截面的叶片结构主轴产生扭转，形成结构弯扭耦合，等效于对叶尖段进行局部变桨。
[0008]进一步，所述第一梁帽和第二梁帽被切割掉的部分为类三角形结构。
[0009]本技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0010]1、结构扭转提高了摆振方向的阻尼，减少了挥舞方向的阻尼，但是由于挥舞振动为低频振动，阻尼较大，摆振振动为高频振动，阻尼较小，因此在研究颤振时考虑摆振振动即可，摆振振动阻尼的增加，会降低摆振振动的速度和位移的幅度，结构载荷和疲劳载荷也随之降低，同时减小阵风响应引起的结构载荷变化。
[0011]2、结构变桨范围仅为叶尖区域，叶根到叶中区域不改变，由于弯扭耦合的存在，在不明显降低发电量的前提下降低了载荷，同时以最小的代价解决气弹问题。
[0012]3、由于叶片载荷的降低，可以减少材料用量，从而降低叶片成本。
附图说明
[0013]图1为实施例1中风力发电机组结构变桨叶片的截面图。
[0014]图2为实施例1中风力发电机组结构变桨叶片压力面方向示意图(图中虚线部位为被切割部分)。
[0015]图3为实施例1中风力发电机组结构变桨叶片吸力面方向示意图(图中虚线部位为被切割部分)。
[0016]图4为实施例1中风力发电机组结构变桨叶片的叶尖段发生扭转示意图。
[0017]图5为实施例2中风力发电机组结构变桨叶片的截面图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例对本技术作进一步说明。
[0019]实施例1
[0020]参见图1至图3所示，本实施例公开了一种风力发电机组结构变桨叶片，所述叶片的主梁由第一梁帽3、第二梁帽4和腹板5组成，所述第一梁帽3贴合叶片压力面1(PS面)在叶片长度方向上延伸，所述第二梁帽4贴合叶片吸力面2(SS面)在叶片长度方向上延伸，所述第一梁帽3和第二梁帽4之间连接有两块在叶片长度方向上并排延伸的腹板5，所述第一梁帽3和第二梁帽4的两侧分别外伸出两块腹板5形成两侧翼，所述叶片区分有叶尖段和叶根段，其改进是仅对叶尖段内的第一梁帽3和第二梁帽4进行切割，而叶根段不变，其中，所述第一梁帽3靠近叶片前缘7的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片前缘7打斜切割掉一部分(被切割掉的部分类似三角形结构)，使其横截面宽度从叶根往叶尖方向逐近减小，所述第二梁帽4靠近叶片后缘6的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片后缘6打斜切割掉一部分(被切割掉的部分类似三角形结构)，使其横截面宽度从叶根往叶尖方向逐近减小，切割后的第一梁帽和第二梁帽从其朝向
叶尖的端面看(类似图1的情况)，第一梁帽3和第二梁帽4的端面错开，此设计使得叶片在强风条件下，横截面的叶片结构主轴产生扭转，叶尖区域在摆振方向运动，使得攻角变小，如图4所示，产生扭转，形成结构弯扭耦合，类似于通过叶片变桨控制从而提高桨距角的概念进而降低翼型攻角，从而起到降低叶片载荷的作用，等效于对叶尖段进行局部变桨，其与传统技术的区别在于变桨控制需要伺服系统，通过电气控制，是主动控制，且变桨动作会影响整支叶片，而结构变桨叶片是在叶尖区域进行主梁偏移，致使叶尖区域结构性能发生改变，是被动控制，在伺服电机不工作时发电状态也能改变桨距角，且只影响叶尖区域，在不降低叶根区域桨距角的前提下，降低失速颤振风险，提高叶片安全性，同时，结构扭转提高了摆振方向的阻尼，减少了挥舞方向的阻尼，但是由于挥舞振动为低频振动，阻尼较大，摆振振动为高频振动，阻尼较小，因此，在研究颤振时考虑摆振振动即可，摆振振动阻尼的增加，会降低摆振振动的速度和位移的幅度，结构载荷和疲劳载荷也随之降低。总之，当风力发电机组的叶轮旋转时，叶片叶尖段受风载时摆振方向发生扭转，致使叶片气动弹性力学性能发生变化，发电效率略有降低，气动阻尼有所增加，降低失速颤振风险。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组结构变桨叶片，所述叶片的主梁由第一梁帽、第二梁帽和腹板组成，所述第一梁帽贴合叶片压力面在叶片长度方向上延伸，所述第二梁帽贴合叶片吸力面在叶片长度方向上延伸，所述第一梁帽和第二梁帽之间连接有两块在叶片长度方向上并排延伸的腹板，所述第一梁帽和第二梁帽的两侧分别外伸出两块腹板形成两侧翼，所述叶片区分有叶尖段和叶根段，其特征在于：仅对叶尖段内的第一梁帽和第二梁帽进行切割，而叶根段不变，其中，所述第一梁帽靠近叶片前缘的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片前缘打斜切割掉一部分，使其横截面宽度从叶根往叶尖方向逐近减小，所述第二梁帽靠近叶片后缘的一侧翼从其朝向叶尖的端面开始往叶根方向切割的同时偏向叶片后缘打斜切割掉一部分，使其横截面宽度从叶根往叶尖方向逐近减小，切割后的第一梁帽和第二梁帽从其朝向叶尖的端面看，第一梁帽和第二梁帽的端面错开，使得叶片在强风条件下，横截面的叶片结构主轴产生扭转，形成结构弯扭耦合，等效于对叶尖段进行局部变桨。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组结构变桨叶片，其特征在于：所述第一梁帽和第二梁帽被切割掉的部分为类三角形结构。3.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文光，杜振勇，李军向，余国庆，
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：