[實用新型]一種載荷自監(jiān)式風(fēng)電葉片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820958465.1
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN208416787U
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭杰;羊森林;曾慶忠;林淑
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣風(fēng)電有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D17/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所(普通合伙) 51106
• 代理人: 王統(tǒng)國

本實用新型公開了一種載荷自監(jiān)式風(fēng)電葉片，包括葉片本體，所述葉片本體具有腹腔空間，所述葉片本體的腹腔空間內(nèi)固定有距離傳感器和感應(yīng)基準(zhǔn)體，所述距離傳感器在腹腔空間內(nèi)的固定位置處在葉片本體的葉根處，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體在腹腔空間內(nèi)的固定位置與葉片本體的葉根處及葉根處所固定的距離傳感器保持距離，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體朝向距離傳感器的表面為斜面或曲面結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)面，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體的基準(zhǔn)面上具有匹配距離傳感器的基準(zhǔn)點，所述葉片本體在零載荷狀態(tài)下，所述距離傳感器與所述感應(yīng)基準(zhǔn)體的基準(zhǔn)面上的基準(zhǔn)點沿著葉片本體的軸向相吻合。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、維護方便、監(jiān)測可靠等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機葉片，具體是一種載荷自監(jiān)式風(fēng)電葉片。

背景技術(shù)

在風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)中，葉片是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機械能的一項核心部件，其在服役時，需要在高空中經(jīng)受大自然變幻莫測的風(fēng)能變化，工況惡劣。通常而言，風(fēng)力發(fā)電機的葉片在服役中需要經(jīng)受包括空氣動力、重力和慣性力等在內(nèi)的載荷，這就需要設(shè)計、制造而成的葉片應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)強度。

然而，大自然的風(fēng)能變化是多端的，各種極端天氣頻頻，這也就使得服役中的風(fēng)力發(fā)電機的葉片需要經(jīng)常承受各種極端載荷，這樣就會對葉片的設(shè)計、制造技術(shù)提出了較高且較難的技術(shù)要求。在風(fēng)電葉片的設(shè)計、制造過程中，若為了使葉片能夠適應(yīng)各種風(fēng)能變化的極端載荷工況，一味的提高葉片的結(jié)構(gòu)強度，勢必會增大設(shè)計、制造成本，這會直接影響風(fēng)電場的投資效益。有鑒于此，行業(yè)內(nèi)在設(shè)計、制造風(fēng)電葉片時，通常會考慮兼顧結(jié)構(gòu)強度和成本經(jīng)濟性，而將葉片承受極端載荷的工況應(yīng)對措施以風(fēng)力發(fā)電機控制策略的方式解決，這樣既有效降低了葉片的設(shè)計、制造難度，控制了設(shè)計、制造成本，又能夠確保風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)定、安全地運行。

以風(fēng)力發(fā)電機控制策略解決葉片承受極端載荷的工況，就需要實時監(jiān)測葉片所承受載荷的變化情況，即對服役中的葉片承受載荷進行實時監(jiān)測。

目前，對風(fēng)電葉片所承受載荷的實時監(jiān)測，主要是以在葉片本體上的對應(yīng)區(qū)域內(nèi)固定載荷傳感器（即應(yīng)變片）的方式實現(xiàn)的，例如中國專利文獻公開的“風(fēng)力渦輪機葉片載荷傳感系統(tǒng)”（公開號CN 107820541，公開日2018年03月20日）等。這些現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)雖然能夠?qū)︼L(fēng)電葉片所承受的載荷進行實時監(jiān)測，但其監(jiān)測范圍及監(jiān)測精度影響了其監(jiān)測的可靠性和實用性，而且維護不便。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的技術(shù)目的在于：針對上述風(fēng)電葉片的特殊性和現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過在現(xiàn)有風(fēng)電葉片上設(shè)置一載荷實時監(jiān)測機構(gòu)，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、監(jiān)測可靠的載荷自監(jiān)式風(fēng)電葉片。

本實用新型實現(xiàn)其技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是：一種載荷自監(jiān)式風(fēng)電葉片，包括葉片本體，所述葉片本體具有腹腔空間，所述葉片本體的腹腔空間內(nèi)固定有距離傳感器和感應(yīng)基準(zhǔn)體，所述距離傳感器在腹腔空間內(nèi)的固定位置處在葉片本體的葉根處，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體在腹腔空間內(nèi)的固定位置與葉片本體的葉根處及葉根處所固定的距離傳感器保持距離，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體朝向距離傳感器的表面為斜面或曲面結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)面，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體的基準(zhǔn)面上具有匹配距離傳感器的基準(zhǔn)點，所述葉片本體在零載荷狀態(tài)下，所述距離傳感器與所述感應(yīng)基準(zhǔn)體的基準(zhǔn)面上的基準(zhǔn)點沿著葉片本體的軸向相吻合。

所述感應(yīng)基準(zhǔn)體在腹腔空間內(nèi)的固定位置，為葉片本體上的能夠反映出葉片根部擺動載荷的距離位置。

作為優(yōu)選方案之一，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體在腹腔空間內(nèi)的固定位置，至少為以葉片根部端面為起點的15%葉身高度處。進一步的，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體在腹腔空間內(nèi)的固定位置，為以葉片根部端面為起點的15%～30%葉身高度處。再進一步的，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體在腹腔空間內(nèi)的固定位置，為以葉片根部端面為起點的25%葉身高度處。

作為優(yōu)選方案之一，所述感應(yīng)基準(zhǔn)體為錐形結(jié)構(gòu)，錐形結(jié)構(gòu)感應(yīng)基準(zhǔn)體的錐面為朝向距離傳感器的基準(zhǔn)面。進一步的，所述錐形結(jié)構(gòu)感應(yīng)基準(zhǔn)體的錐面頂點為感應(yīng)基準(zhǔn)體匹配距離傳感器的基準(zhǔn)點。