[发明专利]一种风力发电叶片的制造方法

说明书

本发明公开了一种风力发电叶片的制造方法，在叶片上安装用于测试叶片变形状况的传感器制成机敏叶片；将叶片的材料属性参数带入模拟分析系统，得到虚拟叶片；对机敏叶片进行实际风力测试获得机敏叶片实际变形测试结果；对虚拟叶片进行模拟测试，获得虚拟叶片模拟变形测试结果；比对机敏叶片实际变形测试结果与虚拟叶片模拟变形测试结果，然后调试模拟分析系统的结构属性参数和测试环境参数；对不同纤维体积含量的叶片重复上述操作，获得纤维体积含量、纤维排布与叶片变形状况的定量关系式。最后根据风机功率要求，计算得出叶片的纤维体积含量和纤维排布。本发明可实现定制化生产叶片或机敏叶片的技术效果。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体的说是涉及一种风力发电叶片的制造方法。

背景技术

目前，风力发电机的叶片是风电设备将风能转化为机械能的关键部件，其制造成本约占风机总成本的15％～30％。风力发电机的叶片基本由复合材料制成，目前复合材料的发展方向为机敏复合材料、智能复合材料。从机敏材料着手，以改善材料对环境的敏感能力着手，逐渐增加了识别、分析、判断、动作等能力，最终发展为“智能材料”，因此现在学术界对机敏材料与智能材料也不作严格区分。

机敏材料是指同时具有感知外界环境参数和驱动的双重功能的材料，它能够感知周围如压力、应力、温度等环境因素并以可控方式产生变化。包括热敏感、光敏感、化学敏感、电敏感等功能的材料。机敏复合材料是机敏材料的一种，指在基体复合材料中通过埋入传感器的方式就能达到监测其结构整体性的先进复合材料。通过传感器或列阵网络来监测在加工、固化、成型过程中的自成型及以后使用或运动的动态过程中由外力疲劳等产生的形变、裂纹与损伤并且检测内部应力与温度的变化。

现有的叶片状态监测多通过机舱震动、变桨监测等间接方式在问题发生后，对故障情况进行简单的报障和反推，对风机叶片的直接实时监测应用则几乎为零，预测性和时效性差。这也是当前在役叶片问题高发以及维护滞后维修成本居高不下的主要原因。因此利用智能技术通过传感器、工业物联网、PLC监测组态、大数据、信息化等智能技术，对风机叶片实施直接智能监测打造智能叶片显得尤为重要。

因此，制造一种可直接实时监测的智能叶片是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可定制化的叶片制造方法，可直接实时监测叶片的状态。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风力发电叶片的制造方法，所述制造方法包括:

机敏叶片测试步骤：

对机敏叶片进行实际风力测试，获得机敏叶片实际变形测试结果，所述机敏叶片为安装有用于测试叶片变形状况的传感器的叶片；

优选的，所述一种风力发电叶片的制造方法还包括所述机敏叶片的制作步骤：

采用一体式拉挤成型模具制作机敏叶片；

制作叶片的过程中安装用于测试叶片变形状况的内部传感器；

叶片制作完成后，在叶片外部安装外部传感器，制得机敏叶片。

优选的，所述一体式拉挤成型模具包括：两个定位钢板、一个定位槽、一个叶片成型模具；所述定位钢板上设置有导纱孔；所述两个定位钢板分别设置在一体式拉挤成型模具的两侧，按照一侧定位钢板、定位槽、叶片成型模具、另一侧定位钢板的位置排布；两侧定位钢板上的导纱孔数量相同且排列方式一一对应，导纱孔的排列方式与翼型一致。

优选的，应用所述一体式拉挤成型模具制作叶片的步骤包括：

S1：预设根数的纤维束按照设定路径自一侧定位钢板上的导纱孔，依次经定位槽、叶片成型模具、穿设入另一侧导纱孔；

S2：利用定位钢板对纤维束进行固定，使纤维束在模具中保持绷直状态；