[发明专利]一种通过液体调节叶片质量的风电叶片组件及其调节方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种通过液体调节叶片质量的风电叶片组件及其调节方法。

【背景技术】

随着人类对生态环境的要求和对能源的需要，风能的开发日益受到重视，风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源之一。风能作为可再生能源的一种，在中国的储藏量相当丰富。随着人们对风力发电认识的不断提高和小型风力发电技术的不断成熟，其应用领域也越来越广泛。

风力发电机是利用自然界中的风能使之转化为电能的发电装置。风力发电机组工作在一定的风速范围内，在很多的情况下，要求风力机不论环境风速如何变化，转速总保持恒定或不超过某一限定值。风力发电机组在超过额定风速以后，由于机械强度和发电机、电力电子容量等物理性能的限制，可以提高叶片质量，保证转速维持在额定转速附近，即使功率输出保持在额定值附近，保证风力机不受到损害。风速是一个随机性很大的量，随时间和季节的变化都可能发生变化，甚至瞬息万变。由力学与运动学知识可知，在一定范围内，风力机叶片质量越大，在同等风速下，其自身转速越低。

目前的功率方式主要可分为失速调节和变桨距两种。失速调节虽然结构简单，维护方便，但机舱较重，运输及吊装难度大，基础大、成本高；变桨距结构受力最小，主机及塔架重量轻，运输及吊装难度小，但变桨距的系统结构复杂，故障率稍高，对运行、管理人员素质要求较高。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种通过液体调节叶片质量的风电叶片组件及其调节方法，自动调节叶片质量，从而使叶轮转速比较稳定。

为实现上述目的，本发明提供了一种通过液体调节叶片质量的风电叶片组件，包括叶片、轮毂、尾部集箱，以及控制器所述尾部集箱布置在风力发电机塔架内部，所述尾部集箱内存有液体；所述叶片设置有叶端管道，所述轮毂设有内腔，所述尾部集箱内的液体经轮毂内腔与叶片管道相通。

作为本发明的优选实施例，所述叶端管道自叶片根部向叶片尖端呈渐缩延伸；

作为本发明的优选实施例，所述叶端管道和轮毂连接处设有与控制器相连的第一电磁阀控制叶端管道开闭；

作为本发明的优选实施例，所述叶片组件进一步包括有一固定不随轮毂旋转的轮毂盘，所述轮毂盘与轮毂在接口处有环形密封结构，两者相扣连接，轮毂可旋转，轮毂盘不能旋转；

作为本发明的优选实施例，所述叶片组件进一步包括尾部管道，尾部集箱内的液体经尾部管道进入到所述轮毂的内腔；

作为本发明的优选实施例，所述轮毂盘设有一出口连接尾部管道通往尾部集箱；

作为本发明的优选实施例，所述叶片组件进一步包括有正向泵和反向泵，该正向泵和反向泵分别连接有第二电磁阀和第三电磁阀，控制尾部集箱内的液体的流向；

一种通过液体调节叶片质量的调节方法，所述叶片上设置有叶端管道，该叶端管道设置有出口，该出口连接有尾部集箱，所述出口位置安装有开关，该开关与控制器相连，所述尾部集箱内装有液体；当来流风速等于或大于额定风速时，控制器控制开关打开，使尾部集箱内的液体输送到叶片管道内以增加叶片的质量；反之，控制使叶片管道内的液体流回尾部集箱。

作为本发明的优选实施例，所述尾部集箱连接有正向泵和反向泵，液体的流向由正向泵或反向泵控制；

作为本发明的优选实施例，所述开关为电磁阀。

本发明可以通过向叶片内部管道输送抗冻液体的方式来调整叶片质量，在超出额定风速的来流风速下可以使叶轮转速保持在额定值附近而不超速。同时叶端管道的布置可以对叶片起到加强刚度的作用，使风力机可以承受更大冲击。

【附图说明】

图1是本发明的叶片背面结构示意图；

图2是叶片根部与轮毂的连接结构示意图；

图3是叶片根部、尖部截面示意图，其中，图3-1是叶片根部的截面示意图，图3-2是叶片尖部截面示意图；

图4是尾部管道、集箱、泵系统的连接示意图；

图中的标号分别表示：1、叶片主体；2、叶端管道；3、第一电磁阀；4、轮毂；5、轮毂盘；6、尾部管道；7、尾部集箱；8、第二、第三电磁阀；9、正向泵和反向泵；10、控制器；11、风速仪；12、风机主轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。