專利名稱:風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,特別是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。
二背景技術(shù):
目前,我國并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片功率調(diào)節(jié)和安全保護(hù)主要采取以下二種方法
1 、定槳距失速調(diào)節(jié)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組
定槳距是指槳葉與輪轂的連接是固定的,即當(dāng)風(fēng)速變化時,槳葉的迎風(fēng)角度不能隨之變 化。失速是指槳葉本身所具有的失速特性,當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時,氣流將在槳葉的表面產(chǎn) 生渦流,使氣動效率降低,產(chǎn)生失速,來限制發(fā)電機(jī)的功率輸出。當(dāng)機(jī)組超速或到切出風(fēng)速 時通過打開葉片的葉尖的阻尼板來起到安全剎車作用,保護(hù)機(jī)組安全。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單可靠, 但由于定槳失速調(diào)節(jié)是由槳葉本身完成,當(dāng)風(fēng)速變化引起的輸出功率的變化只能通過槳葉的 被動失速調(diào)節(jié),而機(jī)組控制系統(tǒng)無法做任何控制,這樣使得功率控制不夠穩(wěn)定,功率變化范 圍大。在風(fēng)速變化的情況下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組只有很小的機(jī)會能運行在最佳狀態(tài)下,因此機(jī)組 的整體效率較低。通常只應(yīng)用在百瓦級的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上。
2 、變槳距調(diào)節(jié)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組
變漿距風(fēng)力機(jī)組是指整個葉片繞葉片中心軸可以旋轉(zhuǎn),使整個葉片迎風(fēng)角在一定范圍 (0° -90° )內(nèi)變化,以便調(diào)節(jié)功率不超出設(shè)計允許值。在運行過程中,當(dāng)輸出功率小于額 定功率時,槳距角保持原來位置不變,不作任何調(diào)節(jié);當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率達(dá)到額定功率以后,
調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)輸出功率的變化調(diào)整葉片槳距角的大小,使發(fā)電機(jī)的輸出功率保持在額定功率。
優(yōu)點是功率輸出穩(wěn)定,當(dāng)漿距角達(dá)到90。是可以快速停機(jī),保護(hù)機(jī)組安全。但由于可變漿距機(jī) 組裝有可使葉片轉(zhuǎn)動的變漿軸承,驅(qū)動機(jī)構(gòu),減速機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等,所以導(dǎo)致變漿距系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本高,容易出故障等不足。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是為解決以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的不足之處,提供一種能夠調(diào)節(jié)風(fēng)輪功率和安全 剎車的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片。
技術(shù)解決方案本實用新型葉片上設(shè)有翼形板,葉片與翼形板活動連接。
翼形板外表面與葉片外表面在同一平面上。
翼形板的形狀與葉片安裝位置表面的形狀相同。
翼形板能夠在0° -90°角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。翼形板設(shè)在葉片迎風(fēng)面或背風(fēng)面。 翼形板設(shè)在葉片中點到葉尖之間。
本實用新型由于在葉片上嵌入一塊可以轉(zhuǎn)動的翼形板,將定槳距失速調(diào)節(jié)型與變槳距調(diào) 節(jié)型兩種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)相結(jié)合,充分吸取了被動失速和槳距調(diào)節(jié)的優(yōu)點。槳葉采用失速 型葉片的安裝方法,直接與輪轂相連,結(jié)構(gòu)簡單沒有復(fù)雜的變漿系統(tǒng)。調(diào)節(jié)裝置采用葉片上 嵌入一塊可轉(zhuǎn)動的翼形板,通過轉(zhuǎn)動葉片上的翼形板來調(diào)節(jié)葉片的轉(zhuǎn)矩,達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)組功率 和安全保護(hù)功能。在低風(fēng)速肘,葉片翼形板旋轉(zhuǎn)角度為0° ,和葉片表面貼合,葉片保持原 有的氣動特性機(jī)組正常發(fā)電。當(dāng)風(fēng)力機(jī)發(fā)出的功率超過額定功率后,安裝在葉片上的翼形板 開始打開。由于翼形板打開后對葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生了一定的阻力,導(dǎo)致葉片對機(jī)組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動力矩下降,并且隨著風(fēng)速大小的不同調(diào)節(jié)翼形板打開的角度也不同,同時對葉片產(chǎn)生的阻 力也不同,將機(jī)組功率穩(wěn)定在額定值上,優(yōu)化了機(jī)組功率的輸出。
本實用新型葉片是主體,用來產(chǎn)生風(fēng)輪的驅(qū)動力矩。葉片翼形板是嵌在葉片內(nèi),與葉片 安裝位置表面具有相同的翼形形狀,可以轉(zhuǎn)動的一個裝置。當(dāng)翼形板沒有轉(zhuǎn)動和葉片表面貼 合時,葉片保持原有的翼形形狀。當(dāng)風(fēng)輪超速,或者機(jī)組超出額定功率后,嵌入葉片的翼形 板通過傳動裝置,在電機(jī)或者是液壓裝置的驅(qū)動下,離開葉片表面開始轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的角度不 同,對葉片產(chǎn)生的阻力矩也不同,轉(zhuǎn)過的角度愈大,對葉片的阻力也愈大,起到調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組功率和安全保護(hù)的目的。傳動裝置包括轉(zhuǎn)軸、支座、齒輪、連桿等。驅(qū)動裝置有兩種 方式, 一種是帶有減速器的電動驅(qū)動或者是液壓馬達(dá),另一種是通過液壓缸驅(qū)動。同時,安 裝在翼形板和傳動裝置上的角度和位移傳感器與機(jī)組的功率、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速信號與機(jī)組的控制 系統(tǒng)形成閉環(huán)控制,保證機(jī)組輸出功率平穩(wěn)和安全剎車。具有風(fēng)能捕獲能力強(qiáng)、工作風(fēng)速范 圍寬、安全性好、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、輸出穩(wěn)定、使用壽命長等諸多優(yōu)點。
四
圖1是本實用新型翼形板在初始位置結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型翼形板打開狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖3是本實用新型翼形板在完全打開狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖4為本實用新型液壓缸驅(qū)動結(jié)構(gòu)示意圖5為本實用新型用電機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作詳細(xì)說明實施例1
參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5,本實用新型葉片1的迎風(fēng)面或背風(fēng)面上開有翼形空 腔,空腔底部固定安裝有軸承座5,與翼形空腔相配合的翼形板2通過軸承座5安裝在轉(zhuǎn)軸6 上,翼形板2可繞轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動,翼形板2的形狀與葉片1安裝位置表面的形狀相同,翼形板 2的外表面與葉片1的外表面在同一平面上,翼形板2通過傳動機(jī)構(gòu)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接,傳動 機(jī)構(gòu)與驅(qū)動機(jī)構(gòu)安裝于葉片1內(nèi)部,與葉片1成為一個整體。驅(qū)動機(jī)構(gòu)有兩種方式, 一種是 帶有減速器的電動驅(qū)動或者是液壓馬達(dá),另一種是液壓缸驅(qū)動。當(dāng)驅(qū)動采用液壓缸8驅(qū)動時, 液壓缸8—端固定在葉片1內(nèi)壁上,另一端通過傳動機(jī)構(gòu)上的連桿7與轉(zhuǎn)軸6連接,液壓缸 8推動連桿7轉(zhuǎn)動,連桿7帶動轉(zhuǎn)軸6,轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動帶動翼形板2轉(zhuǎn)動。傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸6上 裝有角度傳感器,或者在液壓油缸的活塞桿上裝有位移傳感器。角度或位移傳感器與機(jī)組的 功率、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速信號與機(jī)組的控制系統(tǒng)形成閉環(huán)控制。機(jī)組的功率、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速信號及控 制系統(tǒng)采用現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的技術(shù)和設(shè)備。
本實用新型驅(qū)動采用電動驅(qū)動或者是液壓馬達(dá)驅(qū)動時,帶有減速箱的電機(jī)或液壓馬達(dá)3 通過傳動機(jī)構(gòu)上的齒輪4帶動轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)軸6再帶動翼形板2旋轉(zhuǎn),傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸6 上裝有角度傳感器,角度傳感器與機(jī)組的功率、轉(zhuǎn)速、風(fēng)速信號與機(jī)組的控制系統(tǒng)形成閉環(huán) 控制。
本實用新型當(dāng)機(jī)組運行在機(jī)組的額定功率以下時,翼形板2保持初始狀態(tài),葉片l保持 原有的翼形形狀和氣動特性,此時翼形板2與葉片1表面貼合,對葉片1的運行和氣動特性 沒有任何影響,機(jī)組保持原有的功率特性運行。
當(dāng)風(fēng)輪超速,或者機(jī)組超出額定功率后,嵌入葉片1的翼形板2通過液壓缸8推動連桿 7轉(zhuǎn)動,連桿7帶動轉(zhuǎn)軸6,轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動帶動翼形板2轉(zhuǎn)動,翼形板2開始打開,并且按照風(fēng) 輪轉(zhuǎn)速,風(fēng)速,功率的不同,翼形板2打開的角度也不同。由于翼形板2打開的角度不同, 對葉片1產(chǎn)生的阻力就不同,對葉片1產(chǎn)生的阻力矩也不同,轉(zhuǎn)過的角度愈大,對葉片1的 阻力也愈大,保證了風(fēng)輪在超出額定風(fēng)速的環(huán)境下輸出功率的恒定。當(dāng)機(jī)組運行于額定功率 之下時,翼形板2自動收攏,保證葉片1工作在最大風(fēng)能捕獲狀態(tài)下。
當(dāng)風(fēng)速高于機(jī)組切出風(fēng)速,或者機(jī)組出現(xiàn)故障需要緊急停車時,葉片1上的翼形板2完 全打開(翼形板2沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)90。),機(jī)組進(jìn)入剎車狀態(tài),保證機(jī)組可靠停機(jī)。翼形板2在 大風(fēng)和機(jī)組故障下起到氣動剎車作用,保證機(jī)組安全停機(jī)。
權(quán)利要求
1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,其特征在于葉片(1)上設(shè)有翼形板(2),葉片(1)與翼形板(2)活動連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,其特征在于翼形板(2)外表面與葉片 (1)外表面在同一平面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,其特征在于翼形板(2)能夠在0° -90°角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,其特征在于翼形板(2)的形狀與葉片(1)安裝位置表面的形狀相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,其特征在于翼形板(2)設(shè)在葉片(1)迎風(fēng)面或背風(fēng)面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,其特征在于翼形板(2)設(shè)在葉片(1)中點到葉尖之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,特別是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。特點是本發(fā)明葉片上設(shè)有翼形板,葉片與翼形板活動連接。本發(fā)明采用葉片上嵌入一塊可轉(zhuǎn)動的翼形板,通過轉(zhuǎn)動葉片上的翼形板來調(diào)節(jié)葉片的轉(zhuǎn)矩,達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)組功率和安全保護(hù)功能。具有風(fēng)能捕獲能力強(qiáng)、工作風(fēng)速范圍寬、安全性好、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、輸出穩(wěn)定、使用壽命長。
文檔編號F03D1/06GK101514673SQ20091013249
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者張富全, 趙智剛 申請人:內(nèi)蒙古匯全環(huán)保動力有限公司