[发明专利]一种可收放的风力发电机叶片

说明书

技术领域

本发明属于风力发电设备技术领域，具体涉及一种可收放的风力发电机叶片。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭，寻找替代能源成为世界各国能源领域相关工作的重中之重。风能是一种清洁的可再生能源，近十年来在我国飞速发展，占能源结构的比例也越来越高。然而利用风能的一个很大的局限是经济风速范围较窄。一般来说，3～20（m/s）的风速是目前风力发电机所能适应的经济风速。风力发电机的启动风速为3～4（m/s），切出风速（停机风速）为25（m/s）左右。当风速低于启动风速时，风力机不能发电；当风速超过切出风速时，风力发电机必须停机。扩大风力发电机的风速应用范围在工程实际中有很重要的现实意义。

风力发电机是把风能转化为电能的装置，工作在一定的风速范围之内。人们希望，无论风速如何变化，风力发电机的转速保持恒定并且不能超过上限值。这就要求风力发电机在风速变大时，降低叶片的能量捕获，并且减少叶片受到的冲击。通过改变叶片收放程度适应环境风速变化是一种行之有效的调节风力机功率的方式。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可收放的风力发电机叶片，能够根据风速调节叶片的收放，该叶片结构可以方便地改变叶片迎风面积，进而有效地调节风力发电机功率，而叶片本体不需要改动，保证了叶片的强度及可靠性，有利于风力发电机的稳定运行，而且调节灵敏。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种可收放的风力发电机叶片，包括叶片主体1、支持杆2、定位环3、机舱5、轮毂6、叶片扭角轴7、液压杆8、风速仪9和控制器10，所述叶片主体1通过叶片扭角轴7活动连接在轮毂6上，所述液压杆8和控制器10电连接并设置在机舱5内，所述液压杆8沿轴向水平设置，所述定位环3套装在风力发电机主轴上并和液压杆8以及支持杆2一端连接，支持杆2另一端和叶片主体1连接，所述风速仪9与轮毂6和控制器10电连接。

所述定位环3在风力发电机主轴上与叶片根部的理论位移设有7个固定档位，分别为：2828mm、1935mm、1484mm、1314mm、1173mm、1051mm和942mm；所述的7个固定档位对应的来流风速区间分别为：0-25m/s、25-27m/s、27-29m/s、29-31m/s、31-33m/s、33-35m/s和35-37m/s；当位移为2828mm即对应的来流风速区间为0-25m/s时，对应的叶片主体1与风力发电机主轴夹角最大为90°;当位移为942mm即对应的来流风速区间为35-37m/s时，对应的叶片主体1与风力发电机主轴夹角最小为60°;若风速大于37m/s时，风力发电机仍需停机。但是，采用本方案可以将风力发电机的切出风速（停机风速）提高到37m/s，仍具有重要的意义。

在风力发电机主轴上对应7个固定档位均开有多个定位销孔，在每个定位销孔中设置有和控制器10电连接的用于固定定位环3的定位销4，所述定位销4在控制器10中程序的控制下能够伸出和缩回风力发电机主轴内。

所述定位销4沿定位环3所处的几个固定位置两侧分布，每侧4个，同一截面周向均布，即每隔90°布置一个。

本发明的工作原理为：由风速仪9测得轮毂6处的风速，发送至控制器10。在环境风速超出常规额定风速（25m/s）时，控制器10发出信号控制液压杆8沿轴向向前移动，通过定位环3和支持杆2的连接，可以推动叶片主体1沿风力发电机主轴轴向收合；环境风速达到各个档位对应区间时，控制器10控制定位环3处于风速区间对应的档位位置，直至环境风速达到37m/s，风力发电机叶片达到完全收合状态，强制停机。同理，若环境风速降低，则叶片主体1沿风力发电机主轴轴向按档位渐渐撑开；环境风速降低至25m/s时，风力发电机叶片又恢复到完全不收合的初始状态。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明能够根据来流风速的大小自动调节叶片主体，使其像伞一样撑开或者收合，以此控制叶片主体的迎风角度，进而调节叶片的迎风面积，从而扩大风力发电机的经济风速的适用范围，提高风力发电机输出电压的稳定性，同时可以提高叶片主体承受外来干扰的能力，提高叶片转动的稳定性；采用本发明可以在风速过大时降低风轮的能量捕获，扩大风力发电机的风速适用范围，同时增强叶片主体的安全性。而且叶片本体不需要改动，保证了叶片的强度和安全性