一种可分段式卷收的风力发电机叶片的制作方法

本实用新型涉及风力发电机叶片的技术领域，尤其是指一种可分段式卷收的风力发电机叶片。

背景技术：

风能被认为是目前可获得的最清洁、最环保的绿能源之一，近些年来，风力发电正在世界上形成一股热潮，受到了更多的青睐。风力发电的原理，是利用风能带动风力发电机组叶片旋转，再通过增速齿轮箱提高转速或直接带动发电机转动发电。把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。

叶片作为机组中的捕风装置是风力发电机中最关键、最重要的部件之一，其成本约占整个机组的20％左右，其安全性直接会影响到风力发电机组安全可靠的运行。风力机组的设计寿命一般为20年或25年，在如此长的生命周期内，会遇到台风等极端风况情况，而目前应对极端工况下做出的措施一般为顺桨停机后硬抗，这就导致叶片必须重量很大才能满足叶片结构刚度强度的要求，而且损失了在台风时期内的发电量。因此如何能设计安全性高的叶片，在极端工况下降低整机载荷保证机组的安全可靠运行，同时兼顾控制机组输出功率的功能，一直是风电机组设计中的重点关注的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可分段式卷收的风力发电机叶片，可以根据实际运行情况自动调节每个叶片分段单元的捕风面积，实现叶片在不同风况条件下自动调整其捕获风能的能力，控制叶片所受载荷的大小，达到小风增大载荷，大风降低载荷，最大化的利用风能提高机组发电量，同时保证了机组的安全可靠运行。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种可分段式卷收的风力发电机叶片，包括叶片本体，所述叶片本体的叶根至叶尖之间设有多个依次相连接的叶片分段单元，每个叶片分段单元的内部均设有沿其长度方向延伸的卷轴，该叶片分段单元的前缘部分为固定式，其后缘部分为可卷收式，该可卷收式后缘部分的一侧边连接至卷轴上，其另一侧边搭在前缘部分上，其两端分别滑动安装在叶片分段单元两端的导轨上，通过卷轴转动带动后缘部分沿导轨滑动并绕卷轴卷起或展开，其中，每个叶片分段单元的表面均设有传感器，用于检测叶片分段单元的表面压力载荷，其内部设有与传感器信号连接的控制系统，所述控制系统与卷轴的动力源信号连接，多个叶片分段单元的控制系统相互独立，多个控制系统根据载荷大小控制相应的卷轴的转动进而调节相应的叶片分段单元捕风面积的大小，以适应风力发电机在不同风况下的发电。

进一步，所述导轨的轨迹适应叶片分段单元的翼型轮廓形状。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型的叶片可以根据实际运行情况自动调节每个叶片分段单元的捕风面积，实现叶片在不同风况条件下自动调整其捕获风能的能力，以控制叶片所受载荷的大小，在保证机组安全可靠运行的同时，最大化的利用风能提高机组发电量，如高风速下通过减小叶片捕风面积，降低机组载荷，增大切出风速，提高发电量，低风速下增大叶片捕风面积，保证机组以较大功率运行，提升机组发电量。

2、本实用新型通过调整叶片捕风面积，使叶片在台风等极端风况下也可以运行，最大化的利用风能提高机组发电量。

3、本实用新型通过分段式叶片，解决运输超限的问题，增大运输效率，降低运输成本。

附图说明

图1为本实用新型的叶片在展开状态下的立体结构示意图。

图2为本实用新型的叶片在卷收状态下的立体结构示意图。

图3为本实用新型的叶片分段单元在展开状态下的立体结构示意图。

图4为本实用新型的叶片分段单元在展开状态下的局部放大图。

图5为本实用新型的叶片分段单元在展开状态下的左视图。

图6为本实用新型的叶片分段单元在卷收状态下的立体结构示意图。

图7为本实用新型的叶片分段单元在卷收状态下的左视图。

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。

如图1至图7所示，本实施例所述的可分段式卷收的风力发电机叶片，包括叶片本体，所述叶片本体的叶根至叶尖之间设有多个依次相连接的叶片分段单元1，每个叶片分段单元1的内部均设有沿其长度方向延伸的卷轴2，该叶片分段单元1的前缘部分101为固定式，其后缘部分102为可卷收式，该可卷收式后缘部分102的一侧边连接至卷轴2上，其另一侧边搭在前缘部分101上，其两端分别滑动安装在叶片分段单元1两端的导轨3上，所述导轨3的轨迹适应叶片分段单元1的翼型轮廓形状，通过卷轴2转动带动后缘部分102沿导轨3滑动并绕卷轴2卷起或展开，其中，每个叶片分段单元1的表面均设有传感器(图中未画出)或应变片，用于检测叶片分段单元1的表面压力载荷，其内部设有与传感器信号连接的控制系统(图中未画出)，所述控制系统与卷轴2的动力源信号连接，多个叶片分段单元1的控制系统相互独立，通过传感器检测叶片分段单元1的表面压力载荷并反馈至相应的控制系统，多个控制系统根据载荷大小控制相应的卷轴2的转动进而控制后缘部分102捕风面积的大小，实现每一个叶片分段单元1根据所受压力载荷的大小自动调节其捕风面积，以适应风力发电机在不同风况下的发电。

具体为：当风速较低时，传感器检测到较小的表面压力载荷，此时风力发电机需要更大的捕风能力，因此可以将叶片展开增大叶片捕风面积，保证机组以较大功率运行，提升机组发电量；当风速较高时，传感器检测到较大的表面压力载荷，叶片所受的载荷增大，需要将叶片卷起减小叶片的捕风面积，以降低叶片所受的压力载荷，从而增大叶片的切出风速，提高发电量。

另外，在大型风力发电机叶片运输过程中，受厂房、路况等限制因素，叶片不能做的和理论相同，需要适当减小叶片尺寸，可分段式卷收的风力发电机叶片将不受这些限制，通过将分段式卷收的风力发电机叶片拆解，大大的提升叶片的运输效率，降低运输成本。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种可分段式卷收的风力发电机叶片，包括叶片本体，其特征在于：所述叶片本体的叶根至叶尖之间设有多个依次相连接的叶片分段单元，每个叶片分段单元的内部均设有沿其长度方向延伸的卷轴，该叶片分段单元的前缘部分为固定式，其后缘部分为可卷收式，该可卷收式后缘部分的一侧边连接至卷轴上，其另一侧边搭在前缘部分上，其两端分别滑动安装在叶片分段单元两端的导轨上，通过卷轴转动带动后缘部分沿导轨滑动并绕卷轴卷起或展开，其中，每个叶片分段单元的表面均设有传感器，用于检测叶片分段单元的表面压力载荷，其内部设有与传感器信号连接的控制系统，所述控制系统与卷轴的动力源信号连接，多个叶片分段单元的控制系统相互独立，多个控制系统根据载荷大小控制相应的卷轴的转动进而调节相应的叶片分段单元捕风面积的大小，以适应风力发电机在不同风况下的发电。

2.根据权利要求1所述的一种可分段式卷收的风力发电机叶片，其特征在于：所述导轨的轨迹适应叶片分段单元的翼型轮廓形状。

技术总结
本实用新型公开了一种可分段式卷收的风力发电机叶片，包括叶片本体，所述叶片本体的叶根至叶尖之间设有多个依次相连接的叶片分段单元，每个叶片分段单元的内部均设有沿其长度方向延伸的卷轴，该叶片分段单元的前缘部分为固定式，其后缘部分为可卷收式，该可卷收式后缘部分的一侧边连接至卷轴上，其另一侧边搭在前缘部分上，其两端分别滑动安装在叶片分段单元两端的导轨上，每个叶片分段单元的表面均设有传感器，其内部设有与传感器信号连接的控制系统，所述控制系统与卷轴的动力源信号连接，多个叶片分段单元的控制系统相互独立。本实用新型可以根据实际运行情况自动调节叶片的捕风面积，实现叶片在不同风况条件下自动调整其捕获风能的能力。

技术研发人员：高猛;刘清;陈文光;李秀海
受保护的技术使用者：明阳智慧能源集团股份公司
技术研发日：2020.01.03
技术公布日：2020.11.03