[发明专利]一种风力机叶片、风力发电机及控制方法

说明书

本发明涉及一种风力机叶片、风力发电机及控制方法，风力机叶片包括叶片蒙皮、多个舵机、多个舵盘和固定装置；固定装置设置在叶片蒙皮形成的空腔中，用于支撑叶片蒙皮为叶片形状；舵机固定在固定装置上，舵盘的一端与叶片蒙皮连接，另一端与舵机连接；通过舵机控制舵盘转动，通过舵盘转动调节叶片蒙皮的伸缩，通过叶片蒙皮的伸缩调节叶片的截面尺寸获得不同风力条件下风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸，根据当前风力条件通过舵机控制舵盘转动，使叶片截面尺寸为风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸，使叶片截面尺寸根据实时的风力条件进行及时调整，使风力机保持最优的转矩，提高了发电效率。

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种风力机叶片、风力发电机及控制方法。

背景技术

风能作为一种可再生的清洁能源，愈发受到人们的重视。风力发电机是风力发电中把风能转变为电能的关键部件。与技术相对成熟并已广泛应用的水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机有风速变化范围更宽，适应性更强，易于在复杂风电场环境中进行风力发电，噪声低、美观、可以与建筑一体化等优势，用垂直轴风力发电机来发电可作为生产清洁能源的重要补充。

然而，当前垂直轴风力发电机叶片面积形状固定不可变，达到启动风速较困难，并且风速和来流入射角的不断变化使风力机无法始终在最佳工况下工作，尤其是在不同的复杂风力条件下垂直轴风力发电机的工作效率并不高。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种风力机叶片、风力发电机及控制方法，提高了发电效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种风力机叶片，所述叶片包括叶片蒙皮、多个舵机、多个舵盘和固定装置；

所述固定装置设置在所述叶片蒙皮形成的空腔中，用于支撑所述叶片蒙皮为叶片形状；所述舵机固定在所述固定装置上，所述舵盘的一端与所述叶片蒙皮连接，另一端与所述舵机连接；

通过所述舵机控制所述舵盘转动，通过所述舵盘转动调节所述叶片蒙皮的伸缩，通过所述叶片蒙皮的伸缩调节所述叶片的截面尺寸。

可选地，所述叶片蒙皮为聚氨酯薄膜。

可选地，所述叶片蒙皮形成的叶片形状的后缘开设有通风孔，所述通风孔用于平衡所述叶片蒙皮内外的压力差。

本发明还公开了一种风力发电机，所述风力发电机包括上述任意的风力机叶片。

可选地，所述风力发电机为垂直轴风力发电机。

本发明还公开了一种风力发电机的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于上述任意的风力发电机，所述方法包括：

获得不同风力条件下所述风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸；所述风力条件包括来流速度和来流方向；

通过风速传感器获得所述风力发电机的当前风力条件；

根据获得的所述不同风力条件下所述风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸，所述当前风力条件下，通过所述舵机控制所述舵盘转动，使所述叶片截面尺寸为风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸。

可选地，所述获得不同风力条件下所述风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸，具体包括：

获得风力发电机的三维模型；

通过仿真软件设置不同的风力条件，调整三维模型中风力机叶片截面的尺寸，获得不同风力条件下所述风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸。

可选地，所述不同风力条件下所述风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸保存在控制器中。

可选地，所述当前风力条件，通过所述舵机控制所述舵盘转动，使所述叶片截面尺寸为风力机最大转矩时对应的叶片截面的尺寸，具体包括：