[發明專利]葉片組件、定槳距風力發電機及其輸出功率控制方法

在審

• 申請號: 202010820021.3
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111794906A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 王海鵬;蔣笑
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D7/04
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 余鵬錦

本發明公開了一種葉片組件、定槳距風力發電機及其輸出功率控制方法，屬于定槳距風力發電機技術領域，葉片組件應用于定槳距風力發電機上，葉片組件包括：輪轂；葉片，葉片的一端固定設置于輪轂上；連接調節機構，連接調節機構設置于葉片上；前緣輔翼，前緣輔翼設置于連接調節機構上，以使前緣輔翼通過連接調節機構而連接于葉片的前緣處，前緣輔翼配置為推遲和/或限制葉片的邊界層流動分離；其中，通過調節連接調節機構能夠調整前緣輔翼的槳距角和/或前緣輔翼相對于葉片的位置，從而控制所述葉片邊界層的流動分離。本發明公開的葉片組件，可實現在超過額定風速時，定槳距風力發電機的輸出功率保持穩定而不出現大幅度下降。

技術領域

本發明涉及定槳距風力發電機技術領域，尤其涉及一種葉片組件、定槳距風力發電機及其輸出功率控制方法。

背景技術

風力發電技術作為一種新能源利用技術，具有可再生、環境友好、資源豐富等優點。各國政府高度重視風力發電技術的研發和應用，從而促使風力發電技術快速地發展和提升。如今，風能開發利用的成本顯著降低，使得風力發電技術已發展成一個成熟的、蓬勃發展的全球業務。

風力發電機是將風能轉化為電能的裝置，主要由葉片、發電機、機械部件及電氣部件組成。在風力發電機葉片工作時，來流風帶動葉片旋轉的過程中，隨著風速的增大，在超過風力發電機的額定風速時，葉片邊界層會出現流動分離，從而降低風力機輸出功率。對于大型變槳距風力機，風速超過了風力機的額定風速時，風力機的槳距控制系統可以調節葉片的槳距角，從而使葉片保持恰當的輸出功率，風力機的葉片可以處于最佳的捕風狀態。

但是，對于定槳距風力機而言，由于葉片與輪轂之間是剛性固定連接，葉片的槳距角始終保持恒定，無法改變槳距角。當風速超過定槳距風力機的額定風速時，隨著來流的攻角增大，葉片邊界層發生流動分離，葉片處于失速狀態，導致定槳距風力機的輸出功率降低。而定槳距風力機本身具有結構簡單、成本低及安全系數較高等優點。因此，如何在保證定槳距風力機優勢的情況下，解決定槳距風力機在來流風速超過額定風速而葉片邊界層發生流動分離而出現失速從而導致定槳距風力機的輸出功率大幅降低的技術問題迫在眉睫。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種葉片組件、定槳距風力發電機及其輸出功率控制方法，以解決現有技術中定槳距風力機在來流風速超過額定風速下葉片邊界層發生流動分離而出現失速從而導致定槳距風力機的輸出功率大幅降低的技術問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種葉片組件，應用于定槳距風力發電機上，所述葉片組件包括：輪轂；葉片，所述葉片的一端固定設置于所述輪轂上；連接調節機構，所述連接調節機構設置于所述葉片上；以及前緣輔翼，所述前緣輔翼設置于所述連接調節機構上，以使所述前緣輔翼通過所述連接調節機構而連接于所述葉片的前緣處，所述前緣輔翼配置為推遲和/或限制所述葉片的邊界層流動分離；其中，通過調節所述連接調節機構能夠調整所述前緣輔翼的槳距角和/或所述前緣輔翼相對于所述葉片的位置，從而控制所述葉片邊界層的流動分離。

在一些實施例中，所述連接調節機構包括：至少兩個的第一支撐部，每一所述第一支撐部的一端均設置于所述葉片上，且，每一所述第一支撐部的另一端均朝遠離于所述葉片的方向凸伸；以及至少一個的第一緊固件，所述前緣輔翼與至少兩個的所述第一支撐部相連接，且，至少一個所述第一支撐部通過至少一個所述第一緊固件可調節地與所述第一支撐部相連接，以通過所述第一緊固件和所述第一支撐部能夠調整所述前緣輔翼的槳距角和/或所述前緣輔翼相對于所述葉片的位置。

在一些實施例中，所述第一支撐部設置有兩個；所述前緣輔翼的兩端分別通過至少一個所述第一緊固件可調節地與一所述第一支撐部相連接。

在一些實施例中，通過所述第一緊固件與所述前緣輔翼相連接的所述第一支撐部上開設有第一調節滑槽；所述第一緊固件貫穿所述第一調節滑槽并與所述前緣輔翼相連接而將所述前緣輔翼與所述第一支撐部相連接。

在一些實施例中，至少兩個的所述第一支撐部均設置于所述葉片的前緣。