[发明专利]风电叶片、风轮及根据桨距角确定风电叶片弦长的方法

说明书

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风电叶片、风轮及根据桨距角确定风电叶片弦长的方法。该风电叶片，用于安装在风轮的轮毂上，风电叶片上设定处所对应的叶片弦长l(r)的公式为：其中，风电叶片的旋转轴线为风轮的轮毂的轴线，M表示空气流经风电叶片时所产生的对风电叶片的旋转轴线的作用力矩，ρ表示空气的密度，R表示风电叶片的叶尖与风轮的轮毂的轴线之间的距离，V表示空气流入风电叶片的设定处时的初始绝对运动速度，r表示风电叶片上设定处与风轮的轮毂的轴线之间的距离，β表示风电叶片的微元段在风轮的轮毂上的桨距角，R₀表示风轮的轮毂的半径。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风电叶片、风轮及根据桨距角确定风电叶片弦长的方法。

背景技术

目前风力发电叶片设计采用翼型、气动外形和修形的设计步骤，气动外形设计因选用不同翼型，从而使其弦长沿风电叶片半径分段设计，尤其是大型风电机组，从而使风电叶片弦长的变化不均匀，不够光滑，这也是增加了修形步骤的原因，另外，还增加了风电叶片制造成本，严重影响风电叶片的气动性能的发挥

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电叶片、风轮及根据桨距角确定风电叶片弦长的方法，以解决现有技术中存在的风电叶片弦长的变化不均匀，不够光滑，增加了风电叶片制造成本，严重影响风电叶片的气动性能的技术问题。

本发明提供了一种风电叶片，用于安装在风轮的轮毂上，所述风电叶片上设定处所对应的叶片弦长l(r)的公式为：

其中，所述风电叶片的旋转轴线为所述风轮的轮毂的轴线，M表示空气流经所述风电叶片时所产生的对所述风电叶片的旋转轴线的作用力矩，ρ表示空气的密度，R表示风电叶片的叶尖与所述风轮的轮毂的轴线之间的距离，V表示空气流入所述风电叶片的设定处时的初始绝对运动速度，r表示所述风电叶片上设定处与所述风轮的轮毂的轴线之间的距离，β表示风电叶片的微元段在所述风轮的轮毂上的桨距角，R₀表示所述风轮的轮毂的半径。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述风电叶片的微元段在所述风轮的轮毂上的桨距角的正弦值sinβ满足等式：

sin⁴β+2sin³β+sin²β+2(sinθ-1)sinβ-cos²θ＝0，其中，θ表示空气流入所述风电叶片的设定处时的初始相对运动速度与所述风轮的轮毂的轴线之间的夹角。

在上述任一技术方案中，进一步地，包括迎风面及与所述迎风面相对应的背风面。

本发明还提供了一种风轮，包括所述的风电叶片。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括轮毂，所述风电叶片安装于所述轮毂上。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述风电叶片的数量为多个，且多个所述风电叶片沿所述轮毂的周向均匀分布。

本发明还提供了一种根据桨距角确定风电叶片弦长的方法，该确定方法包括：

根据相对运动原理，得出空气流经所述风电叶片的设定处时的初始相对运动速度其中，V表示空气流入所述风电叶片的设定处时的初始绝对运动速度，ω表示风轮的旋转角速度，r表示所述风电叶片上设定处与所述风轮的轮毂的轴线之间的距离；

根据空气流经整个所述风电叶片时产生的对所述风电叶片的旋转轴线的作用力矩M的计算公式：

计算得出所述风电叶片上设定处所对应的叶片弦长l(r)的公式为：