[发明专利]应用于风力机桨叶的除冰方法

说明书

本发明公开了一种应用于风力机桨叶的除冰方法，有益效果如下：1、基于夹心式换能器、超声波发生器搭配使用，采取非热力学、低功耗的除冰方式，即利用超声导波剪切应力实现除冰，不会对风力机桨叶造成热损坏。2、根据覆冰状态确定夹心式换能器的安装位置、安装间距，使换能器发挥最大的效用，提高除冰效率，减少功率消耗。3、合理的优化布置可以极大的提高除冰的效力，减少桨叶上的换能器布置数量减轻重量，降低除冰能耗。

技术领域

本发明属于除冰技术领域，尤其涉及一种应用于风力机桨叶的除冰方法。

背景技术

目前，风力机桨叶覆冰一直是一个严重的问题，风力机桨叶作为风力机组最核心的部件之一，覆冰会导致风力机组的发电效率降低，覆冰会导致风力机组的发电量远低于其额定发电量，风机不能正常使用增加运行成本，并且覆冰会增加风力机组的发生破损和故障的概率，进而导致停机，维修和检测成本将会大幅度的增加。每年因为覆冰问题造成的发电量损失会占到全国发电总量的30%。目前应用比较广泛比较成熟的是热力除冰技术，会消耗巨大的能量，能占到全年发电总量的10%~15%，并且长期加热会使桨叶表面温度过高，对桨叶表面造成损害，更为严重的是冰因为热融化成水并不能及时蒸发，会回流到其他不能被加热的区域，二次结冰，造成更大的损坏。

因此，现有技术有待于改善。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种应用于风力机桨叶的除冰方法，旨在解决背景技术中所提及的技术问题。

本发明的一种应用于风力机桨叶的除冰方法，包括以下步骤：

步骤S10，获取风力机桨叶上的覆冰状态；

步骤S20，根据覆冰状态确定夹心式换能器的数量；

步骤S30，根据覆冰状态利用数值仿真确定夹心式换能器的安装位置；

步骤S40，根据覆冰状态利用数值仿真确定相邻的夹心式换能器的安装间距；

步骤S50，根据安装位置和安装间距将夹心式换能器安装于风力机桨叶上；

步骤S60，将超声波发生器与夹心式换能器连接以进行除冰。

优选地，覆冰状态包括单块冰层局部覆盖、单块冰层全面覆盖和多块冰层范围覆盖。

优选地，在步骤S10中，当覆冰状态为单块冰层局部覆盖，则在步骤S20中，确定夹心式换能器的数量为1个。

优选地，在步骤S10中，当覆冰状态为单块冰层全面覆盖或者多块冰层范围覆盖，则在步骤S20中，确定夹心式换能器的数量为至少2个。

优选地，在步骤S10中，获取风力机桨叶的外表面的覆冰状态。

优选地，在步骤S30，安装位置包括风力机桨叶的内表面。

优选地，步骤S40具体包括：

步骤S41，任意选择一个安装间距，通过ansys数值仿真软件计算该安装间距所对应的剪切应力；

步骤S42，如果该剪切应力大于预设剪切应力阈值，则确定该剪切应力所对应的安装间距。

优选地，步骤S60具体包括：

步骤S61，超声波发生器输出正弦激励信号至夹心式换能器的输入端；

步骤S62，夹心式换能器输出高频振动以进行除冰。

优选地，夹心式换能器包括PZT压电陶瓷夹心式超声换能器。

本发明的应用于风力机桨叶的除冰方法，有益效果如下：