[实用新型]一种大功率风力发电机及其叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种大功率风力发电机的叶片。本实用新型还涉及一种包括上述叶片的大功率风力发电机。 

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械能的动力机械，又称风车；风力发电是将风力发电机的叶片迎风扫掠面积内截获的风能转化成电能的过程。在风力发电过程中，风轮叶片迎风面与风速的夹角直接影响到风力发电机对风能的吸收，当夹角达到某一定值时吸收效率最高。为了使风轮在低风速时具有最佳吸收率，高风速时不吸收超过发电机能力的风能，所以就需要变桨机构。 

变桨机构是一种风力发电机的调节装置，风力较大时，通过调节变桨机构使叶片迎角减小；风力较小时，通过调节变桨机构使叶片迎角增大；从而控制吸收的机械能，一方面保证获取最大的能量(与额定功率对应)，同时减少风力对风力机的冲击。 

目前的变桨风力发电机都采用整个叶片变桨，即整个叶片转动以改变迎角大小。但是随着风力发电机功率越来越大，叶片尺寸也不断增大，3MW叶片达到50m、5MW叶片达60m、10MW叶片将达80m或更长。叶片尺寸的增大，使得叶片变桨笨重、缓慢，且使得变桨回转支承尺寸增大，变桨电机所需的功率也增大，这对风力发电机的零部件的制造采购造成很大的困难。这些零部件尺寸、重量的增加和成本的提高对大型风力发电机的轻量化设计、高性能低成本规划造成了障碍。因此大功率风力发电机的变桨设计问题已成为了风力发电机大型化发展道路中的一大难题。 

因此，如何在现有技术的基础上，改进大功率风力发电机的叶片结构，使其实现叶片变桨灵活，且其所需要的变桨机构尺寸较小，是 本领域的技术人员目前急需解决的技术问题。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为提供一种大功率风力发电机的叶片，该叶片变桨灵活，且所需要的变桨机构的尺寸较小。本实用新型要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述叶片的大功率风力发电机。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大功率风力发电机的叶片，包括变桨机构；还包括叶根定桨段和叶尖变桨段，所述叶根定桨段和叶尖变桨段通过回转支承可转动地连接，且转动中心线沿所述叶片的长度方向，所述叶根定桨段的顶部固定连接有驱动所述叶尖变桨段相对于所述叶根定桨段转动的所述变桨机构。 

优选地，所述回转支承的外圈连接所述叶根定桨段，其内圈连接所述叶尖变桨段。

优选地，所述叶根定桨段、所述叶尖变桨段均通过双头螺柱固定连接于所述回转支承。 

优选地，所述回转支承的内圈的内壁设有内齿，所述变桨机构的输出轴固定连接有齿轮，所述齿轮与所述内齿啮合。 

优选地，所述叶根定桨段为铸铁叶片。 

优选地，所述叶尖变桨段为碳纤维叶片。 

本实用新型所提供的叶片，包括变桨机构、叶根定桨段和叶尖变桨段，叶根定桨段和叶尖变桨段通过回转支承可转动地连接，且转动中心线沿叶片的长度方向，叶根定桨段的顶部固定连接有变桨机构，该变桨机构驱动叶尖变桨段相对于叶根定桨段转动。 

采用这种结构的叶片，将叶片设置成叶根定桨段和叶尖变桨段的组合体，当叶片需要变桨时，启动叶片的变桨机构，使其输出轴转动，从而驱动叶尖变桨段相对于叶根定桨段在垂直于叶片长度方向的平面转动，实现部分叶片变桨，取代了现有技术的整个叶片变桨。 

由此可见，这种结构的叶片变桨轻便、灵活，且需要的变桨机构 的尺寸也相应减小，使得驱动功率减小，进一步减小了叶片的生产成本。 

本实用新型还提供一种大功率风力发电机，包括风轮；还包括上述的叶片，所述叶片固定连接于所述风轮的轮毂。 

由于上述叶片具有上述的技术效果，因此，包括该叶片的大功率风力发电机也具有相应的技术效果，在此不再赘述。 

附图说明

图1为本实用新型所提供的大功率风力发电机的叶片的一种具体实施方式的结构示意图； 

图2为图1中的叶根定桨段和叶尖变桨段连接处的局部放大图。 

其中，图1和图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：1叶根定桨段；2叶尖变桨段；3变桨机构；4回转支承；31齿轮；41外圈；42内圈；43内齿。 

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种大功率风力发电机的叶片，该叶片变桨灵活，且所需要的变桨机构的尺寸较小。本实用新型的另一个核心为提供一种包括上述叶片的大功率风力发电机。 

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。