[發(fā)明專利]一種葉片攻角可微調(diào)的風力發(fā)電機組

有效

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• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101825064A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 趙新華;王同光;趙寧;吳永建
• 申請（專利權）人: 無錫風電設計研究院有限公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D7/04;F03D1/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術領域

本發(fā)明屬于風力發(fā)電技術領域，涉及一種風力發(fā)電機組的改良，具體是一種葉片攻角可微調(diào)的風力發(fā)電機組。

背景技術

隨著能源與環(huán)境的壓力增加，清潔可再生的新能源近年受到普遍重視。在各類綠色能源中，風能是前景潛力巨大的可再生能源之一，其使用清潔，成本較低，取用不盡。風力發(fā)電具有裝機容量增長空間大，成本下降快，安全、能源永不耗竭等優(yōu)勢。而且風力發(fā)電技術相對比較成熟，并且最具有大規(guī)模商業(yè)開發(fā)條件、成本相對較低。利用風能發(fā)電日益受到關注并展現(xiàn)出廣闊的成長空間。中國風能豐富，風力發(fā)電裝備制造業(yè)具有廣闊的市場空間和光明的前景。

目前，風力發(fā)電機組主要有定槳距和變槳距之分，定槳距風力發(fā)電機組目前占據(jù)主導地位，其主要結構特點是：葉片與輪轂的連接是固定的，即當風速變化時，葉片的迎風角度不能隨之變化。對于定槳距風力發(fā)電機組而言，當風速高于風輪的設計點風速即額定風速時，葉片必須能夠自動地將功率限制在額定值附近，因為風力機上所有材料的物理性能是有限度的。葉片的這一特性被稱為自動失速性能。

根據(jù)風能轉換原理，風力發(fā)電機組的功率輸出主要取決于風速，但除此以外，氣壓、氣溫和氣流擾動等因素也顯著地影響其功率輸出。由于定槳距風力發(fā)電機組的葉片失速性能只與風速有關，只要達到葉片氣動外形所決定的失速調(diào)節(jié)風速，不論是否滿足輸出功率，葉片失速性能都要起作用，影響功率輸出。在內(nèi)陸地區(qū)，由于氣壓、氣溫和氣流擾動等因素基本不會有大變化，葉片的安裝角無需多做調(diào)整，但在很多地方如西藏地區(qū)，其大氣溫度日差大，容易引起空氣密度變化顯著，從而導致風力發(fā)電機組輸出功率波動較大，在空氣密度大的情況下，風力發(fā)電機組過功率工作，在空氣密度小的情況下，發(fā)電機又會出現(xiàn)欠功率工作的狀況。

上述的不利情況可以通過微調(diào)葉片的攻角來克服，葉片的攻角只需要能夠在在一定范圍內(nèi)(0～3°)變化，即可使風力發(fā)電機組在低空氣密度地區(qū)仍可達到額定功率，在額定風速之后，輸出功率可保持相對穩(wěn)定，保證較高的發(fā)電量。

所以，如果能夠改裝現(xiàn)有的大量的定槳距風力發(fā)電機組，使其上的葉片能夠實現(xiàn)小角度微調(diào)，就可以大大提高發(fā)電效率。這種改裝顯然需要用到軸承結構，普通的軸承一般是由能夠相對轉動的外圈與內(nèi)圈組成，外圈與內(nèi)圈的尺寸不同。而定槳距風力發(fā)電機組中的葉片與輪轂之間是采用螺栓直接連接，葉片及輪轂上的安裝孔是一一對應的，顯然地，在葉片及輪轂都不更換的前提下，采用普通的軸承是無法將軸承的外圈、內(nèi)圈與風力發(fā)電機組的葉片、輪轂分別連接的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種葉片攻角可微調(diào)的風力發(fā)電機組，該風力發(fā)電機組經(jīng)由普通的定槳距風力發(fā)電機組改裝而成，無需更換葉片及輪轂，改裝方便，成本低廉，能大大提高發(fā)電效率。

按照本發(fā)明提供的技術方案，一種葉片攻角可微調(diào)的風力發(fā)電機組，包括有塔架、安裝在塔架上的風力發(fā)電機組以及連接在風力發(fā)電機組上的風輪，風輪包括輪轂以及安裝在輪轂上的葉片，葉片與輪轂上分別開設有葉片固定孔和輪轂固定孔，其特征在于，在葉片與輪轂之間加裝一微調(diào)軸承總成，該微調(diào)軸承總成包括有同軸心設置的外圈、內(nèi)圈以及若干個嵌置于外圈與內(nèi)圈之間的滾動體，外圈與內(nèi)圈之間能夠相對轉動；在內(nèi)圈上設有第一固定孔，在外圈上設有第二固定孔，第一固定孔和第二固定孔的中心在同一圓周上；葉片上的葉片固定孔和輪轂上的輪轂固定孔分別與微調(diào)軸承總成上的第一固定孔和第二固定孔對應連接，葉片和輪轂能夠繞同一軸心線相對轉動。

所述的微調(diào)軸承總成可以有下述四種結構：

第一種結構：所述微調(diào)軸承總成包括有同軸心設置的外圈、內(nèi)圈以及若干個嵌置于外圈與內(nèi)圈之間的滾動體，外圈與內(nèi)圈之間能夠相對轉動；在內(nèi)圈的外周壁上均勻凸設有內(nèi)圈凸起，相鄰的內(nèi)圈凸起之間形成內(nèi)圈缺口；在外圈的內(nèi)周壁上均勻凹設有與內(nèi)圈凸起形狀對應的外圈缺口，相鄰的外圈缺口之間形成外圈凸起；內(nèi)圈凸起、外圈凸起與外圈缺口、內(nèi)圈缺口對應裝配，內(nèi)圈凸起、外圈凸起的尺寸小于外圈缺口、內(nèi)圈缺口的尺寸，外圈與內(nèi)圈能夠在一定角度內(nèi)相對轉動；第一固定孔開設在內(nèi)圈凸起上，第二固定孔開設在外圈凸起上。