[发明专利]叶片辅助装置、风力发电机组叶片及风力发电机组

说明书

本发明提供了一种叶片辅助装置、风力发电机组叶片及风力发电机组。叶片辅助装置包括：发热单元，设置在叶片的叶根部分的腔体内，发热单元包括轨道和沿着轨道滑动的质量块，当质量块沿着轨道滑动时，通过摩擦产生热量；热传递单元，设置在叶片的壳体内，用于将发热单元产生的热量传给叶片的叶尖部分；结冰检测单元，用于检测叶片的结冰状态；以及控制单元，根据叶片的结冰状态来控制发热单元和热传递单元的操作。本发明的叶片辅助装置能够可消除叶片表面结冰。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种本发明涉及用于风力发电机组的叶片辅助装置、包括该叶片辅助装置的风力发电机组叶片以及包括该风力发电机组叶片的风力发电机组。

背景技术

风力发电机组通常安装在高原、寒冷地区、山脊或者山顶等风能资源丰富的地区。但是，这些地区冬季气温较低和湿度较大，很容易造成叶片表面出现结冰现象。一方面，叶片表面结冰会造成叶片的质量增加，使叶片的连接部件承受更多载荷，导致叶片连接部件的寿命降低；另一方面，叶片表面结冰会对叶片表面的气动性能造成影响，导致风力发电机组的发电量降低。因此风力发电机组在低温环境的运行过程中，需要及时清除叶片表面结冰。

现有的风力发电机组叶片的除冰大多采用额外增加加热器来对叶片进行加热除冰，需要使用风机外的电压对加热器进行供电，能耗大，增加了机组的消耗电量。

另外，受限于风机大部件的供货能力，导致大量叶片出现各种质量问题，其中最明显的是叶片重心偏差大。目前常用的调重心方法是在叶片上打孔，或者切割，或者增加薄膜厚度和层数，因此导致叶片交付周期大大加长。

此外，随着风电产业的发展，单台风力发电机组的功率越来越大，所使用的塔筒也越来越高。相应地，塔筒柔性增大，低阶自然频率降低。这使得塔筒发生涡激振动的风险增大。一旦塔筒发生涡激振动，由于振动是自激振动，异常振动会持续很长时间，最多可达十几个小时。这会对塔筒及其连接紧固件产生不同程度的疲劳损伤，严重威胁到塔筒的寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于风力发电机叶片的辅助装置，用于解决叶片结冰的除冰问题。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种用于风力发电机组的叶片辅助装置，叶片辅助装置包括：发热单元，设置在叶片的叶根部分的腔体内，发热单元包括轨道和沿着轨道滑动的质量块，当质量块沿着轨道滑动时，通过摩擦产生热量；热传递单元，设置在叶片的壳体内，用于将发热单元产生的热量传给叶片的叶尖部分；结冰检测单元，用于检测叶片的结冰状态；以及控制单元，根据叶片的结冰状态来控制发热单元和热传递单元的操作。

可选地，轨道包括第一夹板和第二夹板，第一夹板和第二夹板中的每个沿叶片的长度方向延伸，质量块设置在第一夹板与第二夹板之间并且能够沿叶片的长度方向往复移动，质量块与第一夹板和第二夹板中的至少一个面接触，并通过摩擦产生热量。

可选地，发热单元还可以包括间距调节单元，用于调节第一夹板与第二夹板之间的距离，从而调节第一夹板和第二夹板对质量块施加的挤压力，控制单元与间距调节单元连接，并能够根据叶片的结冰状态来控制间距调节单元的操作。

可选地，间距调节单元可以包括：第一丝杠和第二丝杠，连接在第一夹板与第二夹板之间，控制单元通过控制第一丝杠和第二丝杠来改变第一夹板与第二夹板之间的距离。

可选地，发热单元还可以包括：第一支架和第二支架，分别设置在所述第一夹板与第二夹板的两端，用于将第一夹板与第二夹板连接到叶片的内腔中；第一弹性构件和第二弹性构件，第一弹性构件的一端连接到质量块，另一端连接到第一支架，第二弹性构件的一端连接到质量块，另一端连接到第二支架。

可选地，热传递单元可以包括第一管道和第二管道，第一管道用于将通过发热单元加热后的空气引流到叶片的叶尖部分，第一管道与第二管道连通，用于将空气从叶尖部分引流到发热单元。