【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力机叶片形状控制，具体涉及一种具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片和风力发电装置。
技术介绍
1、目前，风电机组正朝着大尺寸、大功率的方向发展，由于尺寸的增大，叶片结构与载荷也日趋复杂，导致叶片损伤问题日益严重。在现有风力机叶片的各种损伤机制中，由于结构发生屈曲、断裂失稳问题，进而导致叶片整体发生断裂，甚至有的直接扫塔、造成整机倒塔重大安全事故。如何在激烈的市场竞争环境下，尽可能用较小的成本，对传统结构叶片进行技术革新，降低叶片重量与成本，实现其具有良好的抗屈曲、抵抗断裂的性能，是叶片设计行业一个重要的技术需求，叶片质量与性能对风电行业健康发展具有重大意义。
2、举例反映目前该领域解决上述技术需求的方法措施，籍以说明需要继续寻求解决方案。
3、例如cn 114718802 a，一种针对现役水平轴风力机叶片抗屈曲现象的改进方法，公开了一种针对现役水平轴风力机叶片抗屈曲现象的改进方法，该方法包括以下步骤：对存在屈曲问题的现役风力机叶片进行屈曲特性评估，判断该叶片屈曲现象发生的区域，并针对该区域叶片结构特点，设计单个或若干个抗屈曲增强结构部件，对叶片屈曲部位进行现场技术改造工作，安装抗屈曲的增强结构部件，以实现该现役叶片符合抗屈曲的性能要求。采用该技术，可以对存现役运行存在屈曲问题的风力机叶片，通过技术改造，改善其抗屈曲性能。对风力机叶片的抗屈曲性能改进，对叶片的气动外形与原有铺层没有进行改变，对叶片的性能不会造成不良的影响。可见，这是一项现场补强技术措施，是针对叶片结构局部进行抵抗弯曲的增强技
4、例如cn 114580247 a，一种水平轴风力机叶片抗屈曲增强结构设计方法，在叶片的各种损伤机制中，由于结构发生屈曲失稳问题，进而导致叶片整体发生破坏，是一种严重的损伤情形。目前对待叶片屈曲问题的解决，是对叶片铺层结构进行改变，调节叶片的刚度，以避免屈曲的发生。这种方式，虽然能避免屈曲的发生，但对叶片的结构设计需要进行较大的调整，增加了叶片的重量和成本。如何实现在不对叶片主体结构进行大的改动，不对叶片重量和成本进行大的改变，并能避免屈曲现象的发生，提出了一种抗屈曲失稳增强结构的分析设计与评价方法。该方法包括以下步骤：对风力机叶片进行屈曲特性分析，判断该叶片是否有屈曲现象发生，如发生屈曲现象，确定屈曲现象发生的区域，并针对该区域叶片结构特点，设计单个或若干个抗屈曲增强结构部件。对安装了该增强结构部件的叶片再重新进行屈曲分析，判断改造后的叶片是否依旧有屈曲现象发生，根据重新分析与评判的结果，确定改造后的叶片是否已符合抗屈曲的性能要求，或是继续对增强结构部件进行完善，直至达到满意的分析与评估效果。
5、还有的在叶片铺层中增加叶片复合材料厚度以提升叶片的刚度，但这种方法会增加叶片的重量，从而提高了风力机的制造和安装成本。在外形设计上，为了保证叶片与塔架之间存在安全距离，当前叶片都采用预弯设计，对于100米量级的6mw风力机，叶尖预弯的净空距离会高达4米之多，但这种做法在一定程度上改变了叶片的气动特性，进而降低风力机的发电功率输出，严重影响风力发电的经济性。在运行策略上，对风力机叶片进行变桨控制以减小风载荷，这种做法虽然能减轻振动，但风力机叶片的迎风面积减小，发电效率也随之降低，同时在面对极端阵风以及瞬间的风向改变时，叶片的变桨系统受制于惯性来不及做出反应(即频率响应迟缓的固有问题)，叶片无法避免这种情况下的极端载荷造成的大幅度振动。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片和风力发电装置，以解决现有技术中由于叶片尺寸过大导致叶片弯曲断裂的技术问题。
2、为达到上述目的，第一方面，本专利技术提供一种具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片，所述叶片包括：壳体、若干隔板和若干段弹性腔体；
3、所述隔板间隔地设置在所述壳体形成的腔体内，所述弹性腔体设置在任意两个隔板之间并沿着所述叶片的长度方向延伸；
4、每段所述弹性腔体膨胀后与所述壳体的内表面以及所述隔板接触，每段所述弹性腔体上设置有压力传感器，用于实时测量所述弹性腔体的压力值。
5、在一些可能的实施方式中，所述隔板之间的间隔从所述叶片根部至所述叶片稍部依次增加。
6、在一些可能的实施方式中，还包括：弯曲测距传感器，相对于所述叶片的叶尖横掠过所述风力机的塔筒迎风向设置在所述塔筒的外壁上，用于测量所述叶片的弯曲量；
7、所述风力机叶片还包括流体补充装置，设置在所述叶片的根部，用于根据所述叶片弯曲量分别调整每段所述弹性腔体内的流体的容量。
8、在一些可能的实施方式中，所述流体补充装置包括：气泵、补气管路、出口压力流量变送器、驱动电机和气源控制器；所述补气管路的一端连接所述气泵，所述驱动电机安装在所述气泵上；所述出口压力流量变送器与所述气源控制器电连接；
9、所述出口压力流量变送器用于将所述补气管路的出口的压力流量反馈至所述气源控制器；
10、所述气源控制器用于根据所述补气管路的出口的压力流量向所述驱动电机输入控制信号；
11、所述驱动电机用于根据所述控制信号控制所述气泵通过所述补气管路分别对每段所述弹性腔体进行就地补气给气。
12、在一些可能的实施方式中，还包括：设置在所述壳体上的弯曲载荷传感器，用于测量所述叶片的载荷量；
13、所述气源控制器用于根据所述载荷量、所述弯曲量和存储在气源控制器中的自适应调节器中存储的自动控制模型，并依据每段所述弹性腔体上的压力传感器测量的压力值判断是否向每段弹性腔体内补充流体；
14、当每段所述弹性腔体上的压力传感器测量的压力值小于使得当前段的对应的壳体的弯曲量恢复的压力值时，控制流体补充装置向每段弹性腔体内充入流体以自动调整每段弹性腔体由内向外的膨胀压力；其中，在所述自动控制模型中，每段所述弹性腔体对应一个使其对应段的壳体的弯曲量恢复的压力值。
15、在一些可能的实施方式中，所述自动控制模型是通过如下方式获取的：
16、从叶片上设置的弯曲载荷传感器获取所述风力机的载荷量；
17、获取所述风力机所处的自然环境风速和所述风力机的载荷量，建立所述自然环境风速和所述风力机的载荷量分别与所述弯曲量的对应关系；
18、根据所述对应关系获取使得不同的弯曲量降低或者恢复时需要的弹性腔体的膨胀压力值之间的函数关系，将所述函数关系存储在所述自适应调节器中作为自动控制模型。
19、在一些可能的实施方式中，每段所述弹性腔体上设置有充入口，所述流体包括气体或者液体；
20、所述气源控制器根据所述风力机所处的环境温度、所述弯曲量和所述自动控制模型控制所述气泵通过所述充入口向每段所述弹性腔体内充入流体以自动调节所述弹性腔体的由内向外的膨胀压力；和/或，
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1.一种具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述叶片(1)包括：壳体(10)、若干隔板(11)和若干段弹性腔体(12)；
2.根据权利要求1所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述隔板(11)之间的间隔从所述叶片(1)根部至所述叶片(1)稍部依次增加。
3.根据权利要求1或2所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，还包括：弯曲测距传感器(13)，相对于所述叶片(1)的叶尖横掠过所述风力机的塔筒迎风向设置在所述塔筒的外壁上，用于测量所述叶片(1)的弯曲量；
4.根据权利要求3所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述流体补充装置(14)包括：气泵(141)、补气管路(142)、出口压力流量变送器(143)、驱动电机(144)和气源控制器(145)；所述补气管路(142)的一端连接所述气泵(141)，所述驱动电机(144)安装在所述气泵(141)上；所述出口压力流量变送器(143)与所述气源控制器(145)电连接；
5.根据权利要求4所述的具有分
6.根据权利要求5所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述自动控制模型是通过如下方式获取的：
7.根据权利要求5所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，每段所述弹性腔体(12)上设置有充入口(122)，所述流体包括气体或者液体；
8.根据权利要求7所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述叶片(1)还包括若干进气管路(16)，设置于所述壳体(10)形成的腔体内，并在所述腔体内沿着所述叶片(1)的叶根向着叶稍方向依次延伸；
9.根据权利要求7所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述叶片(1)还包括一根进气管路(16)，所述进气管路(16)上设置有若干电控阀门(161b)，所述电控阀门(161b)分别于所述弹性腔体(12)的充入口(122)连接；
10.一种具有抵抗叶片(1)弯曲的风力发电装置(2)，其特征在于，所述风力发电装置包括权利要求1-9任意一项所述的风力机叶片(1)。
...【技术特征摘要】
1.一种具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述叶片(1)包括：壳体(10)、若干隔板(11)和若干段弹性腔体(12)；
2.根据权利要求1所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述隔板(11)之间的间隔从所述叶片(1)根部至所述叶片(1)稍部依次增加。
3.根据权利要求1或2所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，还包括：弯曲测距传感器(13)，相对于所述叶片(1)的叶尖横掠过所述风力机的塔筒迎风向设置在所述塔筒的外壁上，用于测量所述叶片(1)的弯曲量；
4.根据权利要求3所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在于，所述流体补充装置(14)包括：气泵(141)、补气管路(142)、出口压力流量变送器(143)、驱动电机(144)和气源控制器(145)；所述补气管路(142)的一端连接所述气泵(141)，所述驱动电机(144)安装在所述气泵(141)上；所述出口压力流量变送器(143)与所述气源控制器(145)电连接；
5.根据权利要求4所述的具有分段抵抗叶片弯曲结构的风力机叶片(1)，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：马盛骏，盛国东，杨学军，杨建勇，张蓝方，
申请(专利权)人：新疆洁净能源技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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