[實用新型]一種控制風力機葉片揮舞的空間拉索系統

有效

• 申請號: 201720654785.3
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN206830367U
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 柯世堂;徐璐;王浩;朱鵬;杜凌云;余瑋;余文林;王曉海
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D80/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本實用新型涉及風電系統的建筑技術領域和大型高聳結構抗風技術領域，具體涉及一種控制風力機葉片揮舞的空間拉索系統。

背景技術

作為風能發電的主要構筑物之一，風力機逐漸朝著大功率化發展，隨之而來的風致破壞和穩定性問題卻愈加突出，其中葉片彎扭斷裂、塔架失穩倒塌是最常見的破壞形式。

強風作用下的風力機體系處于停機狀態，與旋轉狀態相比其抗彎剛度反而有所降低。此外強風風向的劇烈變化會導致翼型風攻角大幅改變，進而風力機葉片在某些攻角范圍內出現氣動失穩現象，而葉片的揮舞擺振是失穩破壞前的主要形式。

就目前來說，采用內部加筋提高葉片的剛度是控制葉片變形最常見的形式之一，但風力機葉片內部加筋也有諸多缺點。例如拉力的大小不易控制，稍有不慎葉片會整體斷裂；葉片內部加筋的施工難度較大，增加了施工措施費；葉片加筋后自重較大，在低風速時很難運轉發電，而且難以應對風載的不確定性對葉片造成的沖擊。

實用新型內容

針對現有的技術缺陷與工程實際難題，本實用新型提供了一種施工方便、構造簡單、能顯著控制葉片揮舞且提高結構屈曲穩定能的空間拉索系統。

本實用新型提供的技術方案是：

一種控制風力機葉片揮舞的空間拉索系統，其葉片由安裝于機艙上的輪轂連接而成，所述葉片為三個，葉片之間沿翼展方向的相同部位采用通長的空間拉索進行固定，固定在葉片相同部位的一組三條空間拉索構成一個無多余自由度的靜定子系統，所述葉片之間具有固定在相同部位的若干組三條空間拉索，所述相同部位分別在葉片的1/4、1/2、3/4和葉尖處，所述的若干組三條空間拉索構成多個靜定子系統。

在上述方案的基礎上，進一步改進或優選的方案還包括：

所述葉片由與塔架成180°夾角開始每120°順時針旋轉一次，固接于輪轂上構成了塔架-葉片耦合體系。

所述空間拉索通長布設于兩葉片之間沿翼展方向的相同部位。

所述空間拉索為斜拉索，由高強鋼絞線、兩端錨具、中間的拉索傳力件及防護材料組成。

所述葉片與拉索連接部位采用局部開孔的方式。

所述拉索與葉片采用直接錨固的方式，不施加預應力。

有益效果：

本實用新型提出了一種控制風力機葉片揮舞的空間拉索系統，可在風力機葉片揮舞的同時顯著提升風力機塔架-葉片耦合體系的屈曲穩定性能，且具有構造簡單、施工方便等優點，適合推廣使用。

附圖說明

圖1為本實用新型水平軸風力機的整體結構示意圖,(a)為布設一個靜定子系統的水平軸風力機；(b)為布設兩個靜定子系統的水平軸風力機。

圖2為本實用新型垂直軸風力機的整體結構示意圖,(a)為布設一個靜定子系統的垂直軸風力機；(b)為布設兩個靜定子系統的垂直軸風力機；(c)為布設三個靜定子系統的垂直軸風力機。

圖3為拉索固定的局部結構示意圖。

圖4為螺栓的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。

一種控制風力機葉片揮舞的空間拉索系統，在兩葉片之間沿翼展方向的相同部位布設通長的空間拉索，拉索采用高強鋼絞線，拉索與葉片采用直接錨固的方式，形成一個無多余自由度的靜定結構，用于控制葉片的揮舞變形。

具體如圖1所示，一種控制風力機葉片揮舞的空間拉索系統，其結構體系由葉片1、機艙2、輪轂3、拉索4和塔架5等部分組成。所述三個葉片沿翼展方向的相同部位布設了三條拉索，所述相同部位分別在葉片的1/4、1/2、3/4和葉尖處，拉索采用高強鋼絞線并用螺栓固定，螺栓局部構造見圖3和4；所述葉片相同部位的一組三條空間拉索構成了一個無多余自由度的靜定子系統，所述空間拉索系統是由若干組三條拉索構成的多個靜定子系統，所述拉索與各葉片之間通過螺栓錨固連接構成了自錨體系。

通過在葉片沿翼展方向的相同部位布設拉索系統，控制葉片的揮舞變形，顯著提高塔架-葉片耦合體系的屈曲穩定性能。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，依據本實用新型的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍之內。