[实用新型]风力发电用后支撑智能可变量式叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，特别涉及风力发电系统用的叶片。

背景技术

聚风风力发电系统，由于其具有聚集能量、低风速起动、能提压增速、有效风利用率高、建站占用面积小、低噪音、免维护、寿命长等优点，作为第三种风力发电系统，具有广泛的应用前景，具有巨大的开发价值和经济价值。现有技术中，已有专利如专利号为ZL201420079675.5、专利名称为狭管聚风型风力发电装置用叶片，上述专利中的叶片改善了发电机的启动性能，提高了风能转换率，但其叶片不具有卸荷功能和后支撑结构；北极星风力发电网介绍的“智能叶片”、“基于柔性尾缘襟翼的智能叶片”等文献，上述叶片可较有效地在多种湍流风况下实现降载的效果，通俗的说就是把飞机可动翼技术原理运用到风力发电机叶片上，该叶片存在的缺点明显：叶片的制造难度、维护难度增加；整体重量增大；静动平衡无法保证在一定范围内；惯性力矩较难把握。

申请人已于同日申请了专利“狭管聚风风力发电用叶轮组件”，此专利中涉及的后支撑式叶片属于高强度重量级，而本实用新型设计的叶片属于轻量智能级，两者都是现代大风电发展道路上不可或缺的核心部件，也是本申请人同时注力于研发探索的课题，两者叶片同时研发，有利于申请人抢占技术制高点，提高在市场竞争中的优势。

实用新型内容

本申请人针对上述现有技术存在的上述缺点，提供一种结构合理、重量轻、能实时调节所受风压大小、使用寿命长的风力发电用后支撑智能可变量式叶片。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种风力发电用后支撑智能可变量式叶片，包括叶片本体，所述叶片本体为薄壁壳体结构，其壳体内腔由前侧的叶面及后侧的后支撑柱封闭形成，所述叶片本体的重心位于后支撑柱上，叶面与重心轴线之间带有向前倾斜的α倾角；所述叶片本体的叶根端为后支撑柱端部的柱形支撑部及叶面端部的窄条部，柱形支撑部的端部带有法兰连接部，柱形支撑部向所述叶片本体的叶尖端平滑延伸形成后支撑柱的扁平支撑部，扁平支撑部的宽度大于柱形支撑部的外径，窄条部向所述叶片本体的叶尖端扭转平滑延伸形成叶面的扁平部，扁平部的宽度大于窄条部的宽度；

位于叶片的上部两侧设置有箱式卸荷区，所述箱式卸荷区包括安装于叶面上的卸荷板，卸荷板上靠近后支撑柱的内侧边借助铰链与叶面转动连接，于铰链的连接处设置有阻力器及扭簧套，扭簧套内安装有扭簧；卸荷板的上下两侧边及外侧边分别与叶面借助电磁开关连接，卸荷板上安装有风压传感器的多个感应端，所述电磁开关、风压传感器及阻力器分别与安装于叶面上的集成控制器电连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述α倾角的范围为1°-3°。

所述风压传感器、电磁开关及阻力器分别与后支撑柱根部的电源引线桩连接，电源引线桩与导电环连接，导电环连接独立电源。

所述壳体内腔中沿着所述叶片本体的跨度方向设置有多个加强筋。

所述叶面的迎风面带有弧形凹面。

所述卸荷板上靠近后支撑柱的内侧边通过上、中、下三个铰链与叶面转动连接，上、下位的铰链的连接处设置有阻力器及扭簧套，中位的铰链的连接处设置有扭簧套。

位于铰链与阻力器之间还设置有过渡轴套。

所述的卸荷板为空腔式箱体结构，其空腔内设置有支撑件。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型为薄壁壳体结构，采用前侧的凹面型前倾带扭转角的叶面与后侧的下端柱形上端扁平型结构的后支撑相复合，壳体内腔中设置加强筋固连，本实用新型大大提高了吸风能力，叶片的强度高、变形量小。叶片在静态时略前倾，而动态时受风压载荷，其重心正好落在叶根中央，极大的提高了风能到机械能的转换能力；叶面带有上宽下窄的结构，应用在聚风类风力发电时，可充分利用杠杆力，提升扭力；本实用新型特别适合在高强度，高风速工况下工作。

2、本实用新型在叶片上部的适当位置，独立设置多组可感知超量风能的智能化电磁卸荷板，通过风压实时感知，通过电磁断开、风压推动、扭簧储能、电磁抱合、主体复位等一系列智能动作，实现叶片的最佳吸能能力和超载泄压功能，充分利用风能多发点的同时，主体结构运行的安全性得到了极大的保障。本实用新型使传统风力机在遇到大风时采用变桨、刹车的方式可以得到彻底改善，同时可以减少不必要的变桨机构，在聚风类发电机上应用时，更能彰显其不俗的功能特性。

3、本实用新型在叶片的上部设计集成控制器，通过神经网络连通各个卸荷区，准确及时地按照规定动作完成各自的工作。