一種具有拉繩結構的大型風電葉片裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電機的葉片領域，特別是涉及一種具有拉繩結構的大型風電葉片裝置。
【背景技術】
[0002]風力發(fā)電機是一種利用風力推動葉片旋轉(zhuǎn)，再帶動發(fā)動機發(fā)電的新能源裝置。根據(jù)空氣動力學原理，能最大限度的把風能轉(zhuǎn)化成機械能的風電葉片應該具有以下基本特點:一是風電葉片要盡力薄，這樣才能提高升阻比，即提高風產(chǎn)生的葉片動力減少葉片旋轉(zhuǎn)的阻力；二是在葉片設計的旋轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)，葉片要有適當?shù)膶嵍?，即葉片的寬度即弦長不能太小，特別是葉尖部的寬度不能太?。蝗侨~片的長度越長越好，盡力增加葉片的掃風面積；四是不考慮葉片受風力彎曲撞擊塔架，輪轂的軸沒有仰角成水平安裝，葉片沒有向來鳳方向的錐度垂直于軸安裝?，F(xiàn)在大型風電廣泛使用的三葉片風輪，各葉片從根部到尖部依靠自身結構強度獨立承受風產(chǎn)生的力，葉片的長度增加一倍，根部承受的力就會增加六倍，大型風電的葉片從提高風能利用率和增加葉輪結構強度兩個方面上看，葉片長度、葉片面積、葉片相對厚度、葉片錐度和軸仰角是相互矛盾的。比如增加葉片長度可以提高風能利用率，從葉片自身強度上看就必須增加厚度和減小葉片面積，從葉片彎曲撞擊塔架來看必須增加葉片錐度和軸仰角，但后面的幾種改變又會降低風能利用率；比如為提高葉片的升阻比提高風能利用率而減少葉片的厚度，從葉片自身強度上看就必須縮短葉片長度和減小葉片面積，從葉片越薄同樣的風力彎曲就更大來看也必須增加葉片錐度和軸仰角，但后面的這種改變也會降低風能利用率；總之不管怎樣的組合這四項重要的指標都會相互矛盾顧此失彼。從現(xiàn)在正在應用的大型風電葉片來看還沒有找到兼顧葉片長度、葉片面積、葉片相對厚度、葉片錐度和軸仰角的方法，所有的設計都是在利弊得失之間權衡取舍。特別是現(xiàn)在的大型風電為降低對變速箱的扭矩強度要求，轉(zhuǎn)速都較快，為減小葉片旋轉(zhuǎn)時的阻力提高升阻比就要求葉片厚度與寬度的比值即葉片相對厚度越小越好。應用現(xiàn)有技術的葉片完全靠自身結構強度承擔風產(chǎn)生力，發(fā)電機組在發(fā)電狀態(tài)時葉片與旋轉(zhuǎn)面的夾角很小，這個狀態(tài)的葉片能夠較好的承受風產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力，但承受風產(chǎn)生的軸向力就很小且葉片彎曲很大，這個缺點大大制約了在現(xiàn)有技術條件下把葉片做得更長、更寬、更薄、與風向更垂直。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種具有拉繩結構的大型風電葉片裝置，能夠克服現(xiàn)有技術不能兼顧葉片長度、葉片面積、葉片相對厚度、葉片錐度和軸仰角，對風能的利用效率不高的問題。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種具有拉繩結構的大型風電葉片裝置，包括輪轂、變槳距機構、葉片、支撐軸和拉繩，所述輪轂的側(cè)面等距離設置有若干所述變槳距機構，所述葉片的根部與所述變槳距機構相連，所述輪轂的頂面中心豎立有所述支撐軸，所述拉繩的一端與所述支撐軸相連，另一端與所述葉片相連。
[0005]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述支撐軸與所述輪轂的主軸是同軸心設置的，所述支撐柱的內(nèi)部為空心。
[0006]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述支撐柱與所述輪轂之間通過法蘭連接，所述葉片根部與所述變槳距機構通過法蘭連接。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述葉片的安裝偏離所述變槳距機構旋轉(zhuǎn)軸的軸心線，偏離的距離是使所述變槳距機構的旋轉(zhuǎn)軸心線與所述葉片迎風面的中心線重合。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，任一個所述葉片與一根或多根拉繩相連接，所述拉繩連接在所述葉片迎風面的中心線上，所述拉繩在所述葉片迎風面的中心線上的具體位置根據(jù)所述葉片的受力情況確定。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，當任一個所述葉片有多根拉繩與所述支撐軸連接時，所述拉繩部分連接在所述支撐軸的頂端，剩余部分連接在所述支撐軸的中間位置。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述葉片的橫截面為扁平型，所述變槳距機構的橫截面為圓形，所述葉片和所述變槳距機構是圓滑連接的。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的具有拉繩結構的大型風電葉片裝置，該裝置不但能提尚捕捉風能的效率和捕風面積，還能提尚葉片承受強風的能力，對于迎風型風電葉片還能避免葉片的彎曲撞擊塔架，此裝置能使風力發(fā)電機更加高效、安全地運行。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明的具有拉繩結構的大型風電葉片裝置一較佳實施例的結構示意圖；
圖2是圖1的具有拉繩結構的大型風電葉片裝置的葉片橫截面圖；
附圖中各部件的標記如下:1、輪轂，2、變槳距機構，3、葉片，4、拉繩，5、支撐軸。
【具體實施方式】
[0013]下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0014]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明實施例包括:
一種具有拉繩結構的大型風電葉片裝置，包括輪轂1、變槳距機構2、葉片3、支撐軸5和拉繩4。所述輪轂I在風輪的中心，所述輪轂I包括有兩個與軸垂直的圓形平面和一個圓柱形側(cè)面，所述輪轂I的側(cè)面上等距離安裝有數(shù)個可以旋轉(zhuǎn)的所述變槳距機構2，所述輪轂I的一平面中間有孔，連接變速器低速端的軸，變速器高速端連接發(fā)電機，另一平面的園心上豎立有所述支撐軸5，用于支撐所述拉繩4。所述葉片3的根部與所述變槳距機構2相連，所述拉繩4的一端與所述支撐軸5相連，另一端與所述葉片3相連。
[0015]通過上述方式，本發(fā)明裝置于風力發(fā)電機上的每個所述葉片3只承受風產(chǎn)生的垂直于軸的平面上的旋轉(zhuǎn)力，所述葉片3不靠自身強度承受風產(chǎn)生的軸向力，葉片3上風產(chǎn)生的軸向力由所述拉繩4承受。由于大型風電的葉片3相對于輪轂I的軸都是均衡分布的，所述拉繩4相對于所述輪轂I的軸也是均衡分布的，所述拉繩4在所述支撐軸5的合力其徑向分力為零，其軸向分力的方向和所述支撐軸5重合，軸向分力使所述支撐軸5受壓。由于所述拉繩4的拉力在軸向分力較大，風力對拉繩的強度要求并不高。有了這種拉繩結構所述葉片3不承受風產(chǎn)生的軸向力，可以讓葉片的相對厚度做得更薄，葉片的面積做得更大，葉片的長度做得更長，葉片錐度和軸仰角做的跟小，不但能提高捕捉風能的效率和捕風面積