[发明专利]一种用于风力发电机转子叶片的电加热除冰装置

说明书

技术领域

本发明属于风力发电机领域，具体涉及一种用于风力发电机转子叶片的电加热除冰装置。

背景技术

风力发电机是目前处于迅速发展中的能源转化装置，它通过捕捉风能驱动发电机产生电能。而风力发电机赖以捕捉风能的部件就是转子叶片，因此保证叶片高效可靠得运转是提高发电效率的重要环节。

但是叶片覆冰却严重影响了叶片的发电效率，甚至结冰严重时，风力发电机在再好的风速条件下也必须停机。这极大的影响了风力机的使用效率，因此对风力发电机的防除冰一直是业内研究热点。如公开号为CN1705823的热气除冰技术，公开号为CN103089550A的振动除冰技术，公开号为CN101886617A的微薄加热和激振除冰技术等，公开号为CN106837682A的电加热除冰技术等

其中电加热技术是广为研究的风力发电机叶片防除冰技术，但电加热不可避免需要在叶片中增加电热导体，必然会增加雷击的风险。现有的专利技术采用的防雷技术，有些是在加热层外添加额外的雷电传导层，并与现有雷电传导系统接通；有些仅提到增加一层保护金属网，但加热层仍旧也会产生感应电流而破坏。且由于加热层需大范围铺设，电极及加热层设计至关重要，现有专利也未有涉及。

发明内容

为解决以上风力发电机叶片电加热除冰技术存在的问题，本发明提供了一种用于风力发电机转子叶片的电加热除冰装置，能有效避免雷击的危险。

根据本发明的技术方案，所述用于风力发电机转子叶片的电加热除冰装置，包括加热装置、保护装置和功率控制装置；所述加热装置从叶片本体前缘开始分别向压力面与吸力面延伸一定距离；所述保护装置包括绝缘保护装置和电磁屏蔽保护装置，保护装置包裹加热装置；所述功率控制装置用以控制加热装置的功率密度；所述电加热除冰装置上设有方便导线通过的孔。

进一步的，所述绝缘保护装置为包裹在加热装置表面的绝缘材料层。

进一步的，所述功率控制装置通过调整输出电压控制控制加热装置的功率密度。

进一步的，所述电磁屏蔽保护装置为包裹在绝缘保护装置表面的封闭的金属网。

进一步的，所述电磁屏蔽保护装置的金属网网格规格间距小于1cm*1cm。

进一步的，所述加热装置沿叶片展向分为多个加热分区，每个加热分区各有两个电极。

进一步的，所述加热分区之间呈并联连接。

进一步的，所述加热分区在固定电压下的功率密度仅与加热分区的展向长度l有关。

进一步的，所述电加热除冰装置利用手糊或真空灌注工艺成型，电加热除冰装置成型完成后打磨至平滑并喷涂保护层。

进一步的，所述电加热除冰装置成型完成后孔内填充绝缘材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

加热装置从叶片前缘开始分别向压力面与吸力面延伸一定距离，由于前缘的曲率变化较大，这样压力面与吸力面分开有利于保证加热材料在展向的连续性；

加热装置分为多个加热分区，各个加热分区分别有两个延伸的电极，且加热分区之间呈并联关系，可以单独控制接入电路，以便控制加热区域；

各加热分区在固定电压下的功率密度仅与其长度有关，方便系统对各尺寸叶片的各个部位的排布设计；

保护装置包括绝缘保护装置和电磁屏蔽保护装置两个部分，绝缘保护装置保证加热装置与电磁屏蔽保护装置绝缘，电磁屏蔽保护装置为包裹在绝缘保护装置内外的完全封闭的金属网，且单独接地，形成类“法拉第笼”结构，电磁屏蔽保护装置是一个等电势体，外层电流强度再大处于电磁屏蔽保护装置的加热装置也不会受影响，有效防止雷击的危险；

功率控制装置用以控制功率密度，由于各分块并联，控制装置只需控制电压即可同步控制所有分块的输入功率。

附图说明

图1为本发明剖面结构示意图。

图2为本发明加热分区示意图。

图3为本发明在叶片本体上的整体布置图。

附图标记说明：1、加热装置；2、绝缘保护装置；3、电磁屏蔽保护装置；4、保护层；5、导线；6、叶片本体；7、孔；8、叶片本体前缘部分区域。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。