[实用新型]一种载荷自监式风电叶片

说明书

本实用新型公开了一种载荷自监式风电叶片，包括叶片本体，所述叶片本体具有腹腔空间，所述叶片本体的腹腔空间内固定有距离传感器和感应基准体，所述距离传感器在腹腔空间内的固定位置处在叶片本体的叶根处，所述感应基准体在腹腔空间内的固定位置与叶片本体的叶根处及叶根处所固定的距离传感器保持距离，所述感应基准体朝向距离传感器的表面为斜面或曲面结构的基准面，所述感应基准体的基准面上具有匹配距离传感器的基准点，所述叶片本体在零载荷状态下，所述距离传感器与所述感应基准体的基准面上的基准点沿着叶片本体的轴向相吻合。本实用新型具有结构简单、制造成本低、维护方便、监测可靠等特点。

技术领域

本实用新型涉及风力发电机叶片，具体是一种载荷自监式风电叶片。

背景技术

在风力发电机的结构中，叶片是将风能转换成机械能的一项核心部件，其在服役时，需要在高空中经受大自然变幻莫测的风能变化，工况恶劣。通常而言，风力发电机的叶片在服役中需要经受包括空气动力、重力和惯性力等在内的载荷，这就需要设计、制造而成的叶片应具有足够的结构强度。

然而，大自然的风能变化是多端的，各种极端天气频频，这也就使得服役中的风力发电机的叶片需要经常承受各种极端载荷，这样就会对叶片的设计、制造技术提出了较高且较难的技术要求。在风电叶片的设计、制造过程中，若为了使叶片能够适应各种风能变化的极端载荷工况，一味的提高叶片的结构强度，势必会增大设计、制造成本，这会直接影响风电场的投资效益。有鉴于此，行业内在设计、制造风电叶片时，通常会考虑兼顾结构强度和成本经济性，而将叶片承受极端载荷的工况应对措施以风力发电机控制策略的方式解决，这样既有效降低了叶片的设计、制造难度，控制了设计、制造成本，又能够确保风力发电机稳定、安全地运行。

以风力发电机控制策略解决叶片承受极端载荷的工况，就需要实时监测叶片所承受载荷的变化情况，即对服役中的叶片承受载荷进行实时监测。

目前，对风电叶片所承受载荷的实时监测，主要是以在叶片本体上的对应区域内固定载荷传感器（即应变片）的方式实现的，例如中国专利文献公开的“风力涡轮机叶片载荷传感系统”（公开号CN 107820541，公开日2018年03月20日）等。这些现有的监测技术虽然能够对风电叶片所承受的载荷进行实时监测，但其监测范围及监测精度影响了其监测的可靠性和实用性，而且维护不便。

实用新型内容

本实用新型的技术目的在于：针对上述风电叶片的特殊性和现有技术的不足，通过在现有风电叶片上设置一载荷实时监测机构，而提供一种结构简单、维护方便、监测可靠的载荷自监式风电叶片。

本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是：一种载荷自监式风电叶片，包括叶片本体，所述叶片本体具有腹腔空间，所述叶片本体的腹腔空间内固定有距离传感器和感应基准体，所述距离传感器在腹腔空间内的固定位置处在叶片本体的叶根处，所述感应基准体在腹腔空间内的固定位置与叶片本体的叶根处及叶根处所固定的距离传感器保持距离，所述感应基准体朝向距离传感器的表面为斜面或曲面结构的基准面，所述感应基准体的基准面上具有匹配距离传感器的基准点，所述叶片本体在零载荷状态下，所述距离传感器与所述感应基准体的基准面上的基准点沿着叶片本体的轴向相吻合。

所述感应基准体在腹腔空间内的固定位置，为叶片本体上的能够反映出叶片根部摆动载荷的距离位置。

作为优选方案之一，所述感应基准体在腹腔空间内的固定位置，至少为以叶片根部端面为起点的15%叶身高度处。进一步的，所述感应基准体在腹腔空间内的固定位置，为以叶片根部端面为起点的15%～30%叶身高度处。再进一步的，所述感应基准体在腹腔空间内的固定位置，为以叶片根部端面为起点的25%叶身高度处。

作为优选方案之一，所述感应基准体为锥形结构，锥形结构感应基准体的锥面为朝向距离传感器的基准面。进一步的，所述锥形结构感应基准体的锥面顶点为感应基准体匹配距离传感器的基准点。