[發明專利]一種可收放的風力發電機葉片

有效

• 申請號: 201310045812.3
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103122825A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 吳東垠;蒙佳;朱毅瑩;鄒洋;趙若焱;曹慎騰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明屬于風力發電設備技術領域，具體涉及一種可收放的風力發電機葉片。

背景技術

隨著化石能源的日益枯竭，尋找替代能源成為世界各國能源領域相關工作的重中之重。風能是一種清潔的可再生能源，近十年來在我國飛速發展，占能源結構的比例也越來越高。然而利用風能的一個很大的局限是經濟風速范圍較窄。一般來說，3～20（m/s）的風速是目前風力發電機所能適應的經濟風速。風力發電機的啟動風速為3～4（m/s），切出風速（停機風速）為25（m/s）左右。當風速低于啟動風速時，風力機不能發電；當風速超過切出風速時，風力發電機必須停機。擴大風力發電機的風速應用范圍在工程實際中有很重要的現實意義。

風力發電機是把風能轉化為電能的裝置，工作在一定的風速范圍之內。人們希望，無論風速如何變化，風力發電機的轉速保持恒定并且不能超過上限值。這就要求風力發電機在風速變大時，降低葉片的能量捕獲，并且減少葉片受到的沖擊。通過改變葉片收放程度適應環境風速變化是一種行之有效的調節風力機功率的方式。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種可收放的風力發電機葉片，能夠根據風速調節葉片的收放，該葉片結構可以方便地改變葉片迎風面積，進而有效地調節風力發電機功率，而葉片本體不需要改動，保證了葉片的強度及可靠性，有利于風力發電機的穩定運行，而且調節靈敏。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種可收放的風力發電機葉片，包括葉片主體1、支持桿2、定位環3、機艙5、輪轂6、葉片扭角軸7、液壓桿8、風速儀9和控制器10，所述葉片主體1通過葉片扭角軸7活動連接在輪轂6上，所述液壓桿8和控制器10電連接并設置在機艙5內，所述液壓桿8沿軸向水平設置，所述定位環3套裝在風力發電機主軸上并和液壓桿8以及支持桿2一端連接，支持桿2另一端和葉片主體1連接，所述風速儀9與輪轂6和控制器10電連接。

所述定位環3在風力發電機主軸上與葉片根部的理論位移設有7個固定檔位，分別為：2828mm、1935mm、1484mm、1314mm、1173mm、1051mm和942mm；所述的7個固定檔位對應的來流風速區間分別為：0-25m/s、25-27m/s、27-29m/s、29-31m/s、31-33m/s、33-35m/s和35-37m/s；當位移為2828mm即對應的來流風速區間為0-25m/s時，對應的葉片主體1與風力發電機主軸夾角最大為90°;當位移為942mm即對應的來流風速區間為35-37m/s時，對應的葉片主體1與風力發電機主軸夾角最小為60°;若風速大于37m/s時，風力發電機仍需停機。但是，采用本方案可以將風力發電機的切出風速（停機風速）提高到37m/s，仍具有重要的意義。

在風力發電機主軸上對應7個固定檔位均開有多個定位銷孔，在每個定位銷孔中設置有和控制器10電連接的用于固定定位環3的定位銷4，所述定位銷4在控制器10中程序的控制下能夠伸出和縮回風力發電機主軸內。

所述定位銷4沿定位環3所處的幾個固定位置兩側分布，每側4個，同一截面周向均布，即每隔90°布置一個。

本發明的工作原理為：由風速儀9測得輪轂6處的風速，發送至控制器10。在環境風速超出常規額定風速（25m/s）時，控制器10發出信號控制液壓桿8沿軸向向前移動，通過定位環3和支持桿2的連接，可以推動葉片主體1沿風力發電機主軸軸向收合；環境風速達到各個檔位對應區間時，控制器10控制定位環3處于風速區間對應的檔位位置，直至環境風速達到37m/s，風力發電機葉片達到完全收合狀態，強制停機。同理，若環境風速降低，則葉片主體1沿風力發電機主軸軸向按檔位漸漸撐開；環境風速降低至25m/s時，風力發電機葉片又恢復到完全不收合的初始狀態。

和現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明能夠根據來流風速的大小自動調節葉片主體，使其像傘一樣撐開或者收合，以此控制葉片主體的迎風角度，進而調節葉片的迎風面積，從而擴大風力發電機的經濟風速的適用范圍，提高風力發電機輸出電壓的穩定性，同時可以提高葉片主體承受外來干擾的能力，提高葉片轉動的穩定性；采用本發明可以在風速過大時降低風輪的能量捕獲，擴大風力發電機的風速適用范圍，同時增強葉片主體的安全性。而且葉片本體不需要改動，保證了葉片的強度和安全性