[发明专利]一种叶片攻角可微调的风力发电机组

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种风力发电机组的改良，具体是一种叶片攻角可微调的风力发电机组。

背景技术

随着能源与环境的压力增加，清洁可再生的新能源近年受到普遍重视。在各类绿色能源中，风能是前景潜力巨大的可再生能源之一，其使用清洁，成本较低，取用不尽。风力发电具有装机容量增长空间大，成本下降快，安全、能源永不耗竭等优势。而且风力发电技术相对比较成熟，并且最具有大规模商业开发条件、成本相对较低。利用风能发电日益受到关注并展现出广阔的成长空间。中国风能丰富，风力发电装备制造业具有广阔的市场空间和光明的前景。

目前，风力发电机组主要有定桨距和变桨距之分，定桨距风力发电机组目前占据主导地位，其主要结构特点是：叶片与轮毂的连接是固定的，即当风速变化时，叶片的迎风角度不能随之变化。对于定桨距风力发电机组而言，当风速高于风轮的设计点风速即额定风速时，叶片必须能够自动地将功率限制在额定值附近，因为风力机上所有材料的物理性能是有限度的。叶片的这一特性被称为自动失速性能。

根据风能转换原理，风力发电机组的功率输出主要取决于风速，但除此以外，气压、气温和气流扰动等因素也显著地影响其功率输出。由于定桨距风力发电机组的叶片失速性能只与风速有关，只要达到叶片气动外形所决定的失速调节风速，不论是否满足输出功率，叶片失速性能都要起作用，影响功率输出。在内陆地区，由于气压、气温和气流扰动等因素基本不会有大变化，叶片的安装角无需多做调整，但在很多地方如西藏地区，其大气温度日差大，容易引起空气密度变化显著，从而导致风力发电机组输出功率波动较大，在空气密度大的情况下，风力发电机组过功率工作，在空气密度小的情况下，发电机又会出现欠功率工作的状况。

上述的不利情况可以通过微调叶片的攻角来克服，叶片的攻角只需要能够在在一定范围内(0～3°)变化，即可使风力发电机组在低空气密度地区仍可达到额定功率，在额定风速之后，输出功率可保持相对稳定，保证较高的发电量。

所以，如果能够改装现有的大量的定桨距风力发电机组，使其上的叶片能够实现小角度微调，就可以大大提高发电效率。这种改装显然需要用到轴承结构，普通的轴承一般是由能够相对转动的外圈与内圈组成，外圈与内圈的尺寸不同。而定桨距风力发电机组中的叶片与轮毂之间是采用螺栓直接连接，叶片及轮毂上的安装孔是一一对应的，显然地，在叶片及轮毂都不更换的前提下，采用普通的轴承是无法将轴承的外圈、内圈与风力发电机组的叶片、轮毂分别连接的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种叶片攻角可微调的风力发电机组，该风力发电机组经由普通的定桨距风力发电机组改装而成，无需更换叶片及轮毂，改装方便，成本低廉，能大大提高发电效率。

按照本发明提供的技术方案，一种叶片攻角可微调的风力发电机组，包括有塔架、安装在塔架上的风力发电机组以及连接在风力发电机组上的风轮，风轮包括轮毂以及安装在轮毂上的叶片，叶片与轮毂上分别开设有叶片固定孔和轮毂固定孔，其特征在于，在叶片与轮毂之间加装一微调轴承总成，该微调轴承总成包括有同轴心设置的外圈、内圈以及若干个嵌置于外圈与内圈之间的滚动体，外圈与内圈之间能够相对转动；在内圈上设有第一固定孔，在外圈上设有第二固定孔，第一固定孔和第二固定孔的中心在同一圆周上；叶片上的叶片固定孔和轮毂上的轮毂固定孔分别与微调轴承总成上的第一固定孔和第二固定孔对应连接，叶片和轮毂能够绕同一轴心线相对转动。

所述的微调轴承总成可以有下述四种结构：

第一种结构：所述微调轴承总成包括有同轴心设置的外圈、内圈以及若干个嵌置于外圈与内圈之间的滚动体，外圈与内圈之间能够相对转动；在内圈的外周壁上均匀凸设有内圈凸起，相邻的内圈凸起之间形成内圈缺口；在外圈的内周壁上均匀凹设有与内圈凸起形状对应的外圈缺口，相邻的外圈缺口之间形成外圈凸起；内圈凸起、外圈凸起与外圈缺口、内圈缺口对应装配，内圈凸起、外圈凸起的尺寸小于外圈缺口、内圈缺口的尺寸，外圈与内圈能够在一定角度内相对转动；第一固定孔开设在内圈凸起上，第二固定孔开设在外圈凸起上。