[发明专利]一种发电机叶片及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机叶片及其操作方法。

背景技术

当风力发电机运行时，由于风载荷的作用和叶片本身为弹性结构的原因， 风力发电机叶片会存在振动。振动是导致材料疲劳的主要原因，当振动幅度过 大时则会影响风力发电机的安全。

我国的高风速风场资源已经逐渐变得稀少，低风速风场资源日益丰富，于 是风力发电领域的技术人员开始将工作重心转向低风速风场发电，之前用于高 风速风场的设备也已经有相当一部分被转用在低风速风场，但是由于低风速风 场与高风速风场存在着较大的差异，这样做之后实际取得的效果并不能令人满 意。还是以风力发电机使用的叶片为例，用于高风速风场的叶片长度有限，在 低风速风场中使用无法保证风能的充分利用，发电效率较低。于是风力发电领 域的技术人员开始对叶片的形状和结构进行改进，以使其适应低风速风场，主 要的作法就是加长叶片的长度，使得用于低风速风场的叶片相比用于高风速风 场的叶片在扫风面积上有了很大程度的增加，而且由于叶片的长度需要根据实 际情况来设计确定，针对不同的叶片在制造时都要重新制备模具加大了生产成 本，而且大体积的叶片也会给运输造成不便。

叶片是风力发电机的关键部件之一，其良好的设计，可靠的质量和优越的 性能是保证安全稳定运行的决定性因素，其中叶片材料的强度和韧性是决定风 机安全运行的关键，目前风机叶片的材料已由最初的木质发展为现在的铝合 金，玻璃纤维增强复合材料(玻璃钢)以及碳纤维增强复合材料(碳钢)，然 而尽管叶片材料在不断改进，仍存在叶片变形或折断的情况，因为风机在室外 工作，环境多变，要承受强风载荷，沙粒冲刷，紫外线照射，大气氧化，雨水 腐蚀，久而久之，导致叶片材料脆化折断。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种设计简单、减振效果好、可改变叶片 长度和安全稳定的的风力发电机叶片。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种发电机叶片及其操作方法，包括主叶片、副叶片和叶根，所述主叶 片、副叶片和叶根依次连接，所述副叶片为可拆卸设置，所述主叶片内壁设置 有密封夹层，所述密封夹层内设置有两个以上的隔板，所述主叶片内设置有空 腔，所述空腔内设置有腹板，所述腹板边缘均与密封夹层连接，所述空腔内设 置有一条以上的加强筋，所述加强筋贯穿腹板设置，所述副叶片两端设置有法 兰，所述副叶片分别与主叶片和叶根采用法兰连接，所述主叶片由按重量份数 配比的碳纤维20‐28份、环氧树脂10‐18份、锌5‐12份、铜5‐10份、硅6‐10 份、氧化铁1‐3份、聚四氟乙烯12‐18份、色母粒1‐4份、钙钛矿1‐3份、金刚 石微粉1‐3份、过氧化氢5‐14份、聚苯硫醚3‐8份、稀土氧化物3‐9份、氨基 缩醛酯5‐12份、聚丙烯10‐18份和热塑性聚氨酯8‐16份组成。

进一步的，所述加强筋为中空结构，减轻叶片的重量。

进一步的，所述主叶片表面设置有风向传感器，自动感应风的方向并将数 据传达风力发电机，以调节叶片达到最佳位置。

进一步的，所述主叶片表面设置有太阳能电池板，增加叶片功能，节约能 源。

进一步的，所述主叶片与密封夹层为一体化设置，使叶片的结构更加紧凑 和稳固。

进一步的，所述腹板设置有一个以上，可根据实际情况设置合适的腹板数 量，提高抵抗非平面内剪切力载荷的能力。

进一步的，所述主叶片、副叶片和叶根上均设置有防水膜，避免主叶片、 副叶片和叶根被雨水腐蚀。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种风力发电机叶片的操作方法，包 括以下步骤：

1)将不带副叶片的叶片安装在第一风力发电机上，将带副叶片的叶片安 装在第二风力发电机上；

2)选用一个风能充足的地方对两台风力发电机进行测试，测试风力发电 机是否正常运作；

3)如无正常运作，则拆卸下叶片，对叶片各部件连接处进行检修，检修 完成后重复步骤1)，如可正常运作，则继续进行后续步骤；

4)将第一风力发电机和第二风力发电机放在风能充足的地方作业24小 时，以3小时为一周期，记录各自周期产电量的数据；

5)计算出步骤4)中第一风力发电机平均周期产电量和第二风力发电机平 均周期产电量；