[發(fā)明專利]葉片及包括葉片的風力發(fā)電機、陽模及制造陽模的方法

有效

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• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106593761B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 周博堯;汪仲夏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;B23P15/24
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 包國菊;劉奕晴

本發(fā)明提供一種葉片及包括葉片的風力發(fā)電機、陽模及制造陽模的方法。所述葉片包括以葉片的弦向截面為界的葉根部和主體部，在由葉片的槳矩軸和弦向限定的平面內(nèi)，所述主體部相對于葉根部朝著葉片的后緣偏移預定角度。根據(jù)本發(fā)明的葉片，可以降低葉片根部的載荷。

技術領域

本發(fā)明涉及風力發(fā)電機領域，更具體地講，涉及一種能夠減小載荷的葉片及包括葉片的風力發(fā)電機、陽模及制造陽模的方法。

背景技術

隨著風力發(fā)電技術的日益成熟和廣泛應用，大功率兆瓦級風力發(fā)電機已成為企業(yè)的主流產(chǎn)品。

風力發(fā)電機主要通過葉輪受風力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)發(fā)電，其葉輪通常由3個葉片組成，作為風力發(fā)電機的主要設備，葉片直接影響著風力發(fā)電機的發(fā)電效率。因此，對其空氣動力學和結(jié)構(gòu)特性優(yōu)化設計投入了大量的研究。

風力發(fā)電機的葉片受力情況比較復雜，空氣動力使葉片承受彎曲和扭轉(zhuǎn)力，離心力使葉片承受拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)力，重力使葉片承受拉壓、彎曲和扭轉(zhuǎn)力。

其中，空氣動力施加到葉片上的力可以被分解為升力和阻力。對于升力型風力發(fā)電機，主要由升力提供風輪的轉(zhuǎn)矩。在這方面而言，升力越大提供的轉(zhuǎn)矩越大，因此風力發(fā)電機的發(fā)電效率越高。然而，升力越大會導致扭轉(zhuǎn)力矩越大，扭轉(zhuǎn)力矩最終會施加到葉片與輪轂接觸的根部，因此可能導致葉片的根部載荷過大。

此外，風力發(fā)電機組中通常設置有變槳電機，該變槳電機在大風陣風來臨時向葉片施加低頭力矩，以減小葉片的攻角。圖1示出了沿葉片的弦向截取的弦向截面圖。如圖1所示，攻角α指的是來流風速V與連接葉片的前緣和后緣的軸線之間的夾角。因此，在遇到大風陣風進行變槳時，為了減小攻角，變槳電機向葉片施加逆時針方向的低頭力矩。然而，該低頭力矩會施加到葉片的根部，導致葉片的根部載荷過大。

期望設計一種葉片結(jié)構(gòu)，使得能夠在不影響風力發(fā)電機的發(fā)電效率的情況下，盡可能地降低葉片根部的載荷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以降低葉片根部的載荷的葉片及包括葉片的風力發(fā)電機、陽模及制造陽模的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述葉片包括以葉片的弦向截面為界的葉根部和主體部，在由葉片的槳矩軸和弦向限定的平面內(nèi)，所述主體部相對于葉根部朝著葉片的后緣偏移預定角度。

優(yōu)選地，所述弦向截面可位于葉片的最大弦長處。

優(yōu)選地，所述預定角度可以為大于0°小于等于3°。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種風力發(fā)電機包括如上所述的葉片。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種陽模包括以陽模的弦向截面為界的陽模根部和陽模主體，在由陽模的槳矩軸的方向和弦向限定的平面內(nèi)，所述陽模主體相對于陽模根部朝著陽模的后緣偏移預定角度。

優(yōu)選地，所述弦向截面位于葉片的最大弦長處。

優(yōu)選地，所述陽?？砂ū舜似唇拥亩鄠€部分，所述多個部分彼此拼接的拼接點中的一個拼接點可位于陽模的最大弦長處。

優(yōu)選地，所述預定角度可以為大于0°小于等于3°。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于制造葉片模具的陽模的方法包括以下步驟：將陽模沿弦向截面切開，形成陽模根部和陽模主體；在由陽模的槳矩軸的方向和弦向限定的平面內(nèi)，將陽模主體相對于陽模根部朝著陽模的后緣偏移預定角度或者將陽模根部相對于陽模主體朝著陽模的前緣偏移預定角度；將陽模根部和陽模主體拼接形成新的陽模。

優(yōu)選地，所述將所述陽模根部和所述陽模主體拼接形成新的陽模的步驟中，對拼接處進行密封光順處理。

優(yōu)選地，所述弦向截面可位于陽模的最大弦長處。

優(yōu)選地，所述預定角度可以為大于0°小于等于3°。