[实用新型]一种控制风力机叶片挥舞的空间拉索系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风电系统的建筑技术领域和大型高耸结构抗风技术领域，具体涉及一种控制风力机叶片挥舞的空间拉索系统。

背景技术

作为风能发电的主要构筑物之一，风力机逐渐朝着大功率化发展，随之而来的风致破坏和稳定性问题却愈加突出，其中叶片弯扭断裂、塔架失稳倒塌是最常见的破坏形式。

强风作用下的风力机体系处于停机状态，与旋转状态相比其抗弯刚度反而有所降低。此外强风风向的剧烈变化会导致翼型风攻角大幅改变，进而风力机叶片在某些攻角范围内出现气动失稳现象，而叶片的挥舞摆振是失稳破坏前的主要形式。

就目前来说，采用内部加筋提高叶片的刚度是控制叶片变形最常见的形式之一，但风力机叶片内部加筋也有诸多缺点。例如拉力的大小不易控制，稍有不慎叶片会整体断裂；叶片内部加筋的施工难度较大，增加了施工措施费；叶片加筋后自重较大，在低风速时很难运转发电，而且难以应对风载的不确定性对叶片造成的冲击。

实用新型内容

针对现有的技术缺陷与工程实际难题，本实用新型提供了一种施工方便、构造简单、能显著控制叶片挥舞且提高结构屈曲稳定能的空间拉索系统。

本实用新型提供的技术方案是：

一种控制风力机叶片挥舞的空间拉索系统，其叶片由安装于机舱上的轮毂连接而成，所述叶片为三个，叶片之间沿翼展方向的相同部位采用通长的空间拉索进行固定，固定在叶片相同部位的一组三条空间拉索构成一个无多余自由度的静定子系统，所述叶片之间具有固定在相同部位的若干组三条空间拉索，所述相同部位分别在叶片的1/4、1/2、3/4和叶尖处，所述的若干组三条空间拉索构成多个静定子系统。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：

所述叶片由与塔架成180°夹角开始每120°顺时针旋转一次，固接于轮毂上构成了塔架-叶片耦合体系。

所述空间拉索通长布设于两叶片之间沿翼展方向的相同部位。

所述空间拉索为斜拉索，由高强钢绞线、两端锚具、中间的拉索传力件及防护材料组成。

所述叶片与拉索连接部位采用局部开孔的方式。

所述拉索与叶片采用直接锚固的方式，不施加预应力。

有益效果：

本实用新型提出了一种控制风力机叶片挥舞的空间拉索系统，可在风力机叶片挥舞的同时显著提升风力机塔架-叶片耦合体系的屈曲稳定性能，且具有构造简单、施工方便等优点，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型水平轴风力机的整体结构示意图,(a)为布设一个静定子系统的水平轴风力机；(b)为布设两个静定子系统的水平轴风力机。

图2为本实用新型垂直轴风力机的整体结构示意图,(a)为布设一个静定子系统的垂直轴风力机；(b)为布设两个静定子系统的垂直轴风力机；(c)为布设三个静定子系统的垂直轴风力机。

图3为拉索固定的局部结构示意图。

图4为螺栓的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

一种控制风力机叶片挥舞的空间拉索系统，在两叶片之间沿翼展方向的相同部位布设通长的空间拉索，拉索采用高强钢绞线，拉索与叶片采用直接锚固的方式，形成一个无多余自由度的静定结构，用于控制叶片的挥舞变形。

具体如图1所示，一种控制风力机叶片挥舞的空间拉索系统，其结构体系由叶片1、机舱2、轮毂3、拉索4和塔架5等部分组成。所述三个叶片沿翼展方向的相同部位布设了三条拉索，所述相同部位分别在叶片的1/4、1/2、3/4和叶尖处，拉索采用高强钢绞线并用螺栓固定，螺栓局部构造见图3和4；所述叶片相同部位的一组三条空间拉索构成了一个无多余自由度的静定子系统，所述空间拉索系统是由若干组三条拉索构成的多个静定子系统，所述拉索与各叶片之间通过螺栓锚固连接构成了自锚体系。

通过在叶片沿翼展方向的相同部位布设拉索系统，控制叶片的挥舞变形，显著提高塔架-叶片耦合体系的屈曲稳定性能。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。