[实用新型]一种自调整桨距的宽顶叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机的转动叶片，尤其是指一种自调整桨距的宽顶叶片。它能够很好地适应微风和突然狂风的情况，使风机有更低的启动风速，并在狂风的时候可以自限速，从而可较好地保护风力发电机。

背景技术

目前，公知的风力发电机叶片主要以中间宽两边薄的三叶片为主，它是参考了飞机螺旋桨叶片，飞机螺旋桨叶片是为了克服重力而形成一定的升力，是以轮轴带动叶片，而风力发电机则不同，它是叶片带动轮轴，叶片的转动需要力矩，力矩大的更容易启动风力发电机旋转，而叶片顶部迎风产生力矩值大，叶片根部迎风产生力矩值小，同样的风速情况下，着力于叶片顶部更有利于加大转距。

在突然狂风时，风力发电机控制系统有卸载功能，现有风发力发电机的控制装置有偏航装置和变浆矩装置，但在速度上是滞后的，调整时间相对较长，会使叶片处于大面积受风的状态，叶片受到强大风载就会对变速装置造成巨大冲击，并且造成风轮转速不稳定，影响到风力发电机输出功率，不利于风力发电机的并网。

由于传统的控制系统有一定的延时性，风载过大，瞬间冲击电流大，风力发电机受力不平衡，容易造成损坏。使叶片的空气动力性能没有发挥出来，微风时带不动风力发电机，狂风时又带动风机转速过快，带来损坏。

发明内容

为了克服现有风力发电机叶片转动中，微风转动的不足和狂风转动不稳定，冲击电流过大，有必要改进叶片结构。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种自调整桨距的宽顶叶片，通过改变叶片结构达到：微风时有大的迎风面，获得大的力矩；风力过载时调整叶片的迎风角度，减轻风载，避免转速突快和振荡。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自调整桨距的宽顶叶片，包括叶片、轮轴和轮毂，特点是：叶片顶部加宽，根部减薄，在叶片根部的轮毂处添加挡板，并设置了弹簧，使其能承受较大的抗击力，其中挡板牢固于轮毂上，弹簧一端连接于叶片，另一端连接于挡板，当叶片的迎风力较大时，可立刻发生自偏转，自调整叶片的迎风角度，减轻风载，避免转速突快和振荡；在风力小的情况，由于其顶部叶片宽大，可以获得更大的力矩，在微风下带动风机平稳转动。在叶片设计上充分考虑了微风启动的情况，和风力过载保护的情况，使风能利用率得到大幅提高。

本实用新型从改变叶片本身的性能入手，减少了附加的控制系统，避免控制装置时间上的滞后，设计简单。通过在叶片根部轮毂处设置弹簧来达到叶片自旋转，从而能快速改变桨距的目的，在风较小的时候，宽大的叶片顶部增加了迎风面积，推动叶片移动，叶片桨距不发生偏转；在狂风时，因其轮毂处设有弹簧，在风大时叶片本身发生快速偏转，改变了桨距，减少迎风着力面积，有效避免了风机发生振荡，以及瞬间电流过大而带来的冲击。同时使用顶部宽、根部薄的叶片形状，使其在微风的情况下有更大的力矩，使风力发电机能在较低的启动风速下就可以发电，提高风力发电机的使用率。

本实用新型的有益效果是：

自调整宽顶叶片可以化解阵风的冲击能量，避免叶片波动对风力发电机造成的振动影响，使风力发电机的转速更平稳，提高风力发电机寿命，并且可以使风力发电机有更低的启动风速，对提高发电量和风力发电机的稳定运行有较好的作用。

下面结合附图对本实用新型进一步说明

附图说明

图1是本实用新型的叶片根部轮毂截面示意图。

图2是本实用新型宽顶叶片的结构示意图。

图中标号：

1--轮毂；11--挡板；

2--.弹簧；3--.叶片；

4-轮轴。

具体实施方式

如图1本实用新型的叶片根部轮毂截面示意图和图2本实用新型宽顶叶片的结构示意图所示，一种自调整桨距的宽顶叶片，包括五个叶片3、轮轴4和轮毂1，所述的叶片3之顶部宽于其他部位，根部薄于叶片3其他部位，在所述叶片3根部的轮毂1处设置一与叶片连接的弹簧2。

如图1所示，弹簧连接在二块档板上，并与叶片根部的二侧连接。

其中挡板11固定于轮毂1的边缘，叶片的上下两侧都要各与2个弹簧2连接，且此弹簧2也要与各自上下的挡板11连接，即弹簧2一端连接于叶片3根部，另一端连接于挡板11，形成4个弹簧2连接点。

本实施例中使用的弹簧2为扭力弹簧。

本实用新型通过对风力发电机叶片结构的改进：叶片顶部加宽，根部减薄，在叶片根部的轮毂处设置一弹簧，保证在风力大的情况，可立刻发生自偏转，自动调整叶片的迎风角度，减轻风载，避免转速突快和振荡；在风力小的情况，尤其是微风时，由于叶片顶部宽大，可以获得更大的迎风面，从而产生足以带动发力发电机的力矩，在微风下带动风机平稳转动。在叶片设计上充分考虑了微风启动的情况，和风力过载保护的情况，使风能利用率得到大幅提高。