抑颤除冰结构、叶片、叶片的制造方法和风力发电机组与流程

文档序号:32930030发布日期:2023-01-14 06:01阅读:37来源:国知局
抑颤除冰结构、叶片、叶片的制造方法和风力发电机组与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域,具体涉及一种抑颤除冰结构、叶片、叶片的制造方法和风力发电机组。


背景技术:

2.随着风力发电机组朝着大型化、大功率化方向发展,风电叶片也变得更加长展化、柔细化。这导致叶片在运行过程中受到更加复杂的外力影响,更容易发生有害的颤振问题。轻则使风力发电机组叶片锁死停机,带来发电量的损失,重则会发生叶片振动疲劳断裂及扫塔的严重事故。
3.另一方面,风电机组在寒冷气候及较大湿度的环境中运行时,叶片表面通常会发生比较严重的结冰现象。冰层不仅会造成叶片外表面气动外形的改变,降低气动效率及发电效率,还会增加叶片的质量,造成叶片质量差及载荷差,造成叶片失稳,影响机组的安全运行。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种能够同时解决叶片颤振问题和叶片表面覆冰问题的抑颤除冰结构、叶片、叶片的制造方法和风力发电机组。
5.根据本发明的一方面,提供一种抑颤除冰结构,所述抑颤除冰结构包括:压电阻尼层,所述压电阻尼层的一端设置有第一正电极,所述压电阻尼层的另一端设置有第一负电极;整流器,与所述第一正电极和所述第一负电极电连接;储电装置,与所述整流器电连接;电热膜,所述电热膜的一端设置有第二正电极,所述电热膜的另一端设置有第二负电极,所述第二正电极和所述第二负电极与所述储电装置电连接。
6.可选地,所述压电阻尼层可包含压电材料、树脂、偶联剂和导电填料,其中,偶联剂与压电材料的质量比为(0.1-1)︰100,压电材料、导电填料和树脂的质量比为(10-60)︰(1-10)︰(30-80)。
7.可选地,所述电热膜的一个内表面可设置有隔热膜。
8.可选地,所述压电阻尼层的厚度可以为1mm-10mm,所述电热膜的厚度可以为0.01mm-0.50mm。
9.根据本发明的另一方面,提供一种叶片,所述叶片可包括叶片壳体,所述叶片还可包括设置在所述叶片壳体上的抑颤除冰结构,所述抑颤除冰结构可包括:压电阻尼层,所述压电阻尼层的一端设置有第一正电极,所述压电阻尼层的另一端设置有第一负电极;整流器,与所述第一正电极和所述第一负电极电连接;储电装置,与所述整流器电连接;电热膜,所述电热膜的一端设置有第二正电极,所述电热膜的另一端设置有第二负电极,所述第二正电极和所述第二负电极与所述储电装置电连接。
10.可选地,所述压电阻尼层和所述电热膜在靠近所述叶片的叶尖的位置包裹所述叶片壳体。
11.可选地,沿所述叶片的展向,布置彼此间隔开的多个所述抑颤除冰结构。
12.可选地,所述压电阻尼层设置在所述叶片壳体的外表面或内表面上,所述电热膜设置在所述叶片壳体的外部。
13.可选地,所述压电阻尼层设置在所述叶片壳体的外表面上,所述电热膜设置为覆盖所述压电阻尼层的至少一部分。
14.可选地,所述叶片壳体包括上壳体和下壳体,所述压电阻尼层和所述电热膜设置为包覆所述叶片的前缘、所述上壳体的一部分和所述下壳体的一部分,所述压电阻尼层的所述一端和所述另一端设置为靠近所述叶片的后缘,所述电热膜的所述一端和所述另一端设置为靠近所述叶片的后缘。
15.可选地,所述整流器和所述储电装置设置在所述叶片壳体的内表面上,所述整流器通过穿过所述叶片壳体的第一导线连接到所述第一正电极和所述第一负电极,所述储电装置通过穿过所述叶片壳体和所述压电阻尼层的第二导线连接到所述第二正电极和所述第二负电极。
16.可选地,所述电热膜朝向所述叶片壳体的表面设置有隔热膜。
17.可选地,所述电热膜的外表面的粗糙度为20μm-80μm,所述叶片还包括绝缘涂层,所述绝缘涂层设置在所述电热膜的外表面上。
18.可选地,所述压电阻尼层的厚度为1mm-10mm,所述电热膜的厚度为0.01mm-0.50mm。
19.可选地,所述压电阻尼层包含压电材料、树脂、偶联剂和导电填料,其中,偶联剂与压电材料的质量比为(0.1-1)︰100,压电材料、导电填料和树脂的质量比为(10-60)︰(1-10)︰(30-80)。
20.根据本公开另一方面,提供一种叶片的制造方法,所述制造方法包括:在叶片壳体的外表面或内表面上粘接压电阻尼层,所述压电阻尼层的一端设置有第一正电极,所述压电阻尼层的另一端设置有第一负电极;在所述叶片壳体的外部覆盖电热膜,所述电热膜的一端设置有第二正电极,所述电热膜的另一端设置有第二负电极;将整流器安装在所述叶片壳体的内表面上,并使所述整流器电连接到所述第一正电极和所述第一负电极;将储电装置安装在所述叶片壳体的内表面上,所述储电装置与所述整流器电连接,并与所述第二正电极和所述第二负电极电连接。
21.可选地,通过下述方法来制造所述压电阻尼层:对压电材料进行湿法处理,以得到预处理的压电粉体材料,其中,在湿法处理过程中加入偶联剂,偶联剂与压电材料质量比为(0.1-1)︰100;将所述预处理的压电粉体材料、导电填料和树脂按照(10-60)︰(1-10)︰(30-80)的质量比混合,得到混合物;将所述混合物固化并成型为压电阻尼片材;对所述压电阻尼片材进行极化处理以形成所述压电阻尼层。
22.可选地,所述制造方法还可包括:在所述电热膜的外表面上形成绝缘涂层。
23.可选地,将所述压电阻尼层粘接在所述叶片壳体的外表面上,并将所述电热膜设置为覆盖所述压电阻尼层的至少一部分。
24.根据本公开的另一方面,提供一种风力发电机组,所述风力发电机组包括如上所述的叶片。
25.根据本发明,通过将压电阻尼层与电热膜相结合,可将叶片颤振的机械动能转化
成电能,并将电能转化为均匀辐射的热能以用于除冰,因此同时解决叶片颤振问题和叶片表面覆冰问题,并且可均匀地辐射热量,避免热量集中。
26.另外,本发明通过能量的传递转换与利用,提高了能量的利用率,实现了能量的独立供给,从而无需使用外接电源来进行除冰,降低了能源成本。
附图说明
27.通过下面结合附图对实施例进行的描述,本发明的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚,在附图中:
28.图1是根据本发明的实施例的叶片的弦向截面图;
29.图2是根据本发明的实施例的抑颤除冰结构在叶片上的具体设置位置及连接结构的示意图;
30.图3是根据本发明的实施例的抑颤除冰结构在叶片上的排布的示意图。
31.附图标号说明:10为叶片,10a为前缘,10b为后缘,11为叶片壳体,11a为上壳体,11b为下壳体,12为腹板,13为压电阻尼层,13a为第一正电极,13b为第一负电极,14为整流器,15为储电装置,16为电热膜,16a为第二正电极,16b为第二负电极,17为绝缘涂层,18a为第一导线,18b为第二导线,18c为第三导线。
具体实施方式
32.现在,将参照附图详细地描述本发明的实施例,其示例在附图中示出,其中,相同的标号始终表示相同的组件。
33.本发明的实施例可提供一种能够同时解决叶片的颤振问题和叶片的覆冰问题的抑颤除冰结构。根据本发明的实施例的抑颤除冰结构能够将叶片颤振的机械动能转化成电能,并将电能转化为热能,从而同时解决叶片的颤振问题和叶片的覆冰问题。以下,将结合图1至图3进行描述。
34.抑颤除冰结构
35.图1是根据本发明的实施例的叶片的弦向截面图,图2是根据本发明的实施例的抑颤除冰结构在叶片上的具体设置位置及连接结构的示意图。
36.如图1和图2所示,根据本发明的实施例的抑颤除冰结构可包括:压电阻尼层13,压电阻尼层13的一端设置有第一正电极13a,压电阻尼层13的另一端设置有第一负电极13b;整流器14,与第一正电极13a和第一负电极13b电连接;储电装置15,与整流器14电连接;电热膜16,电热膜16的一端设置有第二正电极16a,电热膜16的另一端设置有第二负电极16b,第二正电极16a和第二负电极16b与储电装置15电连接。
37.根据本发明的实施例,抑颤除冰结构可包括压电阻尼层13,压电阻尼层13可吸收叶片颤振的机械动能。具体地,压电阻尼层13既具有阻尼特性又具有压电特性。根据压电阻尼层13的阻尼特性,可吸收叶片颤振的机械动能。另外,根据压电阻尼层13的压电特性,可将叶片颤振的机械动能转化成电能。
38.根据本发明的实施例,压电阻尼层13可包含压电材料。压电材料可以是无机压电陶瓷材料和/或有机压电材料。例如,无机压电陶瓷材料可以是锆钛酸铅(ptz)、铌镁锆钛酸铅(pmn)和钛酸钡(batio3)中的至少一种。例如,有机压电材料可以是聚偏二氟乙烯
(pvdf)、聚氯乙烯(pvc)中的至少一种。
39.根据本发明的实施例,压电阻尼层13可包含树脂作为基体材料。例如,树脂可以是热固性树脂或热塑性树脂。热固性树脂可以是环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂、乙烯基酯树脂等中的至少一种。热塑性树脂可以是聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺等中的至少一种。
40.根据本发明的实施例,压电阻尼层13可包含偶联剂。偶联剂可与压电材料表面充分接触和反应,并参与热固性树脂固化过程中的化学交联反应,从而可提高压电材料与树脂之间的结合强度,更加有利于压电效应的发生及电能转化。例如,偶联剂可选择硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
41.根据本发明的实施例,偶联剂与压电材料的质量比为(0.1-1)︰100。当偶联剂含量不足时,提高压电材料与树脂之间的结合强度的效果会差。当偶联剂含量过量时,会减少压电阻尼层13中的其它材料的含量,因此也会带来负面影响。
42.根据本发明的实施例,压电阻尼层13可包含导电填料。一方面,导电填料可增强压电材料的导电性能,使压电效应及能量转化效率大大提升。另一方面,由于导电填料在树脂基体中形成三维网络均匀分布结构,其界面接触面积大、结合强度高,不仅增加了界面摩擦强度,同时高分子树脂分子链在填料粒子的约束条件下需要获取更大的外界能量来产生相对运动,这使得复合材料的力学强度及阻尼性能均得到提高。
43.根据本发明的实施例,考虑到压电性能和阻尼性能的综合性能,压电材料、导电填料和树脂的质量比可以为(10-60)︰(1-10)︰(30-80)。
44.根据本发明的实施例,压电阻尼层的厚度可以为1mm-10mm。当压电阻尼层的厚度小于1mm时,阻尼特性和压电特性可能不够理想。当压电阻尼层的厚度大于10mm时,会增加叶片10的尺寸,影响叶片气动外形,同时增加材料成本。
45.根据本发明的实施例,第一正电极13a可设置在压电阻尼层13的一端,第一负电极13b可设置在压电阻尼层13的另一端。第一正电极13a和第一负电极13b可以是铜电极,但本发明不限于此。
46.抑颤除冰结构可包括整流器14,整流器14可电连接到第一正电极13a和第一负电极13b,以收集压电阻尼层13产生的变化的电流,并输出稳定的直流电。
47.根据本发明的实施例,抑颤除冰结构可包括储电装置15,储电装置15与整流器14电连接并储存整流器14输出的直流电。可选地,储电装置15可以是蓄电池,然而本发明不限于此。
48.根据本发明的实施例,抑颤除冰结构可包括电热膜16,电热膜16的一端设置有第二正电极16a,电热膜16的另一端设置有第二负电极16b,第二正电极16a和第二负电极16b与储电装置15电连接。因此,储电装置15可将电流稳定的输送至电热膜16。在叶片出现覆冰时,可将储电装置15中储存的电能输送至电热膜16,电热膜16在通电后能发热,因此能够解决叶片覆冰的问题。
49.根据本发明的实施例,电热膜16的厚度可以为0.01mm-0.50mm。当电热膜16的厚度小于0.01mm时,电能向热能的转换效果可能不够理想。当电热膜16的厚度大于0.5mm时,会增加叶片10的尺寸,影响叶片气动外形,同时增加材料成本。
50.根据本发明的实施例,电热膜16可利用导电复合膜构成。导电复合膜可包括高分
子材料和导电材料。可选地,导电材料可以选用石墨烯、碳纳米管、碳晶、导电炭黑中的至少一种。可选地,电热膜16可由导电浆料经喷涂、旋转涂覆等工艺制备,然而本发明不限于此。
51.第二正电极16a和第二负电极16b可利用银、铜、金、铝、镍等金属或合金通过粘接、喷涂、电沉积、3d打印等方式而形成在电热膜16的两端。
52.根据本发明的实施例,通过将压电阻尼层与电热膜相结合,可将叶片颤振的机械动能转化成电能,并将电能转化为均匀辐射的热能以用于除冰,因此同时解决叶片颤振的问题和叶片表面覆冰的问题,并且可均匀地辐射热量,避免热量集中。
53.包含抑颤除冰结构的叶片
54.以下描述根据本发明的实施例的具有抑颤除冰结构的叶片,主要描述上述抑颤除冰结构在根据本发明的实施例的叶片10中的布置形式,并且为了避免冗余,将省略与上述描述重复的描述。
55.具体地,叶片10可包括叶片壳体11和腹板12。叶片壳体11包括上壳体11a和下壳体11b。腹板12可支撑在上壳体11a和下壳体11b之间。
56.根据本发明的实施例,抑颤除冰结构可设置在叶片壳体11上。具体地,如图1和图2所示,压电阻尼层13可设置在叶片壳体11的外表面上。
57.压电阻尼层13可包覆叶片10的前缘10a、叶片壳体11的上壳体11a的一部分和下壳体11b的一部分。压电阻尼层13沿叶片的展向上的长度不受具体限制。
58.压电阻尼层13的一端和另一端可分别设置在上壳体11a和下壳体11b上,并且可设置为靠近叶片10的后缘10b。可选地,压电阻尼层13的一端和另一端可设置为在叶片10的厚度方向上彼此相对。
59.根据本发明的实施例,电热膜可设置在叶片壳体11的外部。如图1和图2所示,电热膜16可设置为覆盖压电阻尼层13的至少一部分。电热膜16沿叶片的展向上的长度不受具体限制。并且,电热膜16在叶片的展向上的长度可大于、等于或小于压电阻尼层13沿叶片的展向上的长度。另外,在叶片10的展向上,电热膜16可与压电阻尼层13完全重叠,或者仅部分重叠。
60.电热膜16可包覆叶片10的前缘10a、叶片壳体11的上壳体11a的一部分和下壳体11b的一部分。电热膜16的一端和另一端可靠近叶片10的后缘10b,并且可设置为靠近叶片10的后缘10b。
61.也就是说,根据本发明的实施例,电热膜16可从靠近叶片10的后缘10b开始包覆上壳体11a、前缘10a和下壳体11b,并且可在后缘10b处与储电装置15进行电连接。这是由于叶片10在风机上运转工作过程中,前缘部位是迎风面,受到风的较大冲击作用,在工作环境湿度高、温度低的条件下,极易在前缘部位产生水气附着,并进一步凝结为冰,所以在考虑除冰的问题上主要是解决叶片前缘的结冰问题。相比之下,由于后缘10b是背风面,受到的风、水气附着的影响很小,因此可在后缘部分进行电连接。
62.根据本发明的实施例,在叶片10的弦向上,电热膜16的一端和另一端可与压电阻尼层13的一端和另一端分开。虽然在图1和图2中,压电阻尼层13的一端和另一端可比电热膜16的一端和另一端更靠近叶片10的后缘,但本发明不限于此,电热膜16的一端和另一端可比压电阻尼层13的一端和另一端更靠近叶片10的后缘。另外,可选地,电热膜16的一端和另一端可设置为在叶片10的厚度方向上彼此相对。
63.根据本发明的实施例,电热膜16朝向叶片壳体11的内表面设置有隔热膜(未示出),以通过电热膜16的外表面释放热量用于除冰。
64.根据本发明的实施例,整流器14和储电装置15可设置在叶片壳体11的内表面上。
65.整流器14可通过第一导线18a分别连接到第一正电极13a和第一负电极13b。第一导线18a可穿过上壳体11a以将整流器14连接到第一正电极13a,并且第一导线18a可穿过下壳体11b以将整流器14连接到第一负电极13b。根据本发明的实施例,当第一正电极13a和第一负电极13b设置为在叶片10的厚度方向上彼此相对时,可缩短第一导线18a的长度。
66.储电装置15可通过第二导线18b分别连接到第二正电极16a和第二负电极16b。第二导线18b可穿过上壳体11a以将储电装置15连接到第二正电极16a,并且第二导线18b可穿过下壳体11b以将储电装置15连接到第二负电极16b。根据本发明的实施例,当第二正电极16a和第二负电极16b设置为在叶片10的厚度方向上彼此相对时,可缩短第二导线18b的长度。
67.根据本发明的实施例,储电装置15可通过第三导线18c连接到整流器14。
68.根据本发明的实施例,叶片10还可包括设置在电热膜16的外表面上的绝缘涂层17。绝缘涂层17可用于避免叶片10被雷电击中。可选地,绝缘涂层17可利用例如聚氨酯涂料通过在电热膜16的外表面进行喷涂涂装并固化成型而形成。
69.根据本发明的实施例,电热膜16的外表面可具有一定的粗糙度,以提高与绝缘涂层17的粘结强度。可选地,电热膜16的外表面的粗糙度为20μm-80μm。
70.以上示例描述了压电阻尼层13设置在叶片壳体11的外表面上,并且电热膜16覆盖压电阻尼层13的至少一部分的示例。然而,本发明不限于此,压电阻尼层13也可设置在叶片壳体11的内表面上。此时,为了发挥加热除冰的作用,仍将电热膜16设置在叶片壳体11的外表面上。电热膜16可设置在与压电阻尼层13对应的位置。另外,整流器14和储电装置15可设置在叶片壳体11的内表面的不与压电阻尼层13干涉的位置,并且可通过相应导线与对应电极连接。
71.图3是根据本发明的实施例的抑颤除冰结构在叶片上的排布的示意图。如图3所示,沿所述叶片的展向,布置彼此间隔开的多个(两个、三个或更多个)抑颤除冰结构。然而,本发明不限于此,例如,也可仅设置一个抑颤除冰结构。
72.另外,根据本发明的实施例,压电阻尼层13和电热膜16可靠近叶片10的受覆冰影响较大的叶尖部分。然而,本发明不限于此,对于覆冰问题严重的叶片,压电阻尼层13和电热膜16可覆盖叶片10的除后缘外的所有部位。
73.包含抑颤除冰结构的叶片的制造方法
74.以下,将描述根据本发明的实施例的压电阻尼层13的制造方法和包含抑颤除冰结构的叶片的制造方法,为了避免冗余,将省略与以上描述重复的描述。
75.根据本发明的实施例,可首先通过下述方法来制造压电阻尼层13:对压电材料进行湿法处理,以得到预处理的压电粉体材料,其中,在湿法处理过程中加入偶联剂,偶联剂与压电材料质量比为(0.1-1)︰100;将预处理的压电粉体材料、导电填料和树脂按照(10-60)︰(1-10)︰(30-80)的质量比混合,得到混合物;将该混合物固化并成型为压电阻尼片材;对该压电阻尼片材进行极化处理以形成压电阻尼层13。
76.首先,可对压电材料进行湿法处理,并且可在湿法处理过程中加入偶联剂。具体
地,可在溶剂中加入一定含量偶联剂,搅拌20-60min,再将压电粉体材料加入到混合液中,超声震荡20-60min,随后升温至50℃-80℃,干燥24h-72h,待溶剂挥发完全后,得到预处理的压电粉体材料。压电材料和偶联剂的具体选择以及比例已经在上文中进行了描述,在此不做赘述。另外,溶剂可以选择乙醇或丙酮中的一种。
77.接下来,可将预处理的压电粉体材料、导电填料、树脂(例如,热固性树脂)按照(10-60)︰(1-10)︰(30-80)的质量比混合,超声或搅拌20-60min,得到均匀分散的混合物。
78.接下来,可将树脂固化剂在60-90℃下溶解后,按照与热固性树脂的质量比例(20-60)︰100加入到分散好的混合物中,在50-80℃下充分搅拌的条件下反应2-20min,然后倒在具有一定尺寸的密闭模具中成型,将模具放入烘箱中在50-80℃下保持1-12h,使模具中物料得到充分固化成型,最终得到成型的厚度为1mm-10mm的压电阻尼片材。树脂固化剂可选用胺类固化剂和酸酐类固化剂中的至少一种。
79.最后,可对成型的压电阻尼片材进行极化处理以形成压电阻尼层13,极化电场为5kv/mm-10kv/mm,极化温度为60-100℃,极化时间为20-60min。可在压电阻尼层13的两端形成第一正电极13a和第一负电极13b。在一个具体示例中,第一正电极13a和第一负电极13b可以是长度
×
宽度为10mm
×
10mm的铜电极。
80.以上仅作为示例描述了根据本发明的实施例的压电阻尼层13的制造方法,然而本发明中的压电阻尼层13的制造方法不限于此。并且,在本发明中,压电阻尼层13也可以使用根据现有技术的压电阻尼材料。
81.根据本发明的实施例,包含抑颤除冰结构的叶片的制造方法可包括:在叶片壳体11的外表面或内表面上粘接压电阻尼层13,压电阻尼层13的一端设置有第一正电极13a,压电阻尼层13的另一端设置有第一负电极13b;在叶片壳体11的外部覆盖电热膜16,电热膜16的一端设置有第二正电极16a,电热膜16的另一端设置有第二负电极16b;将整流器14安装在叶片壳体11的内表面上,并使整流器14电连接到第一正电极13a和第一负电极13b;将储电装置15安装在叶片壳体11的内表面上,储电装置15与整流器电连接,并与第二正电极16a和第二负电极16b电连接。
82.首先,可在成型的叶片壳体11的外表面上通过胶黏剂粘接压电阻尼层13,并且可使胶黏剂固化。固化温度可以为25-100℃,固化时间可以为1-24h。然而,压电阻尼层13也可不设置在叶片壳体11的外表面上而是通过同样的方法设置在叶片壳体11的内表面上。
83.接下来,可在压电阻尼层13上覆盖电热膜16。可通过胶黏剂将电热膜16粘接到压电阻尼层13。粘接固化温度可以为25-100℃,固化时间可以为1-24h。当压电阻尼层13不设置在叶片壳体11的外表面上而是设置在叶片壳体11的内表面上时,可在叶片壳体11的外表面的与压电阻尼层13对应的位置设置电热膜16。
84.然后,可将整流器14安装在叶片壳体11的内表面的靠近第一正电极13a和第一负电极13b的位置。可在叶片壳体11上进行穿细孔,通过第一导线18a将第一正电极13a和第一负电极13b连接到整流器14。
85.接下来,可将储电装置(例如,蓄电池)15安装在叶片壳体11的内表面的靠近第二正电极16a和第二负电极16b的位置。可通过第三导线18c将整流器14与储电装置15进行电连接。然后,可在叶片壳体11和压电阻尼层13上穿细孔,通过第二导线18b将第二正电极16a和第二负电极16b连接到储电装置15。
86.接下来,可在电热膜16的外表面上形成绝缘涂层17。
87.本领域技术人员应理解的是,在上述制造方法中,在没有明显先后顺序的情况下,可调整上述方法的执行顺序。
88.另外,还应理解的是,提供以上方法以证明根据本发明的包含抑颤除冰结构的叶片能够实现,通过其它方法制造的结构与本发明的叶片的结构相同的叶片也在本发明的保护范围内。
89.以下,将描述根据本发明的叶片的制造方法的一个具体示例。
90.具体示例
91.以下,提供包含抑颤除冰结构的叶片的制造方法的一个具体示例。
92.首先,在丙酮溶剂中加入质量分数为1份的kh550硅烷偶联剂,并搅拌30min使其溶解。将质量份数为100份的聚偏二氟乙烯(pvdf)加入至溶液中,超声震荡30min,再升温至60℃,干燥24h,得到表面预处理的压电粉体材料。
93.接下来,将预处理的压电粉体材料、导电炭黑、环氧树脂按照质量份数比40︰5︰55进行混合,超声或搅拌30min,得到均匀分散的混合物。
94.然后,按照胺类固化剂与环氧树脂质量比为30︰100,将胺类固化剂加入到均匀分散的混合物中,在60℃下搅拌反应10min,然后倒在一定尺寸的密闭模具中成型,将模具放入烘箱中在80℃下保持2h使模具中物料得到充分固化成型,最终得到成型的厚度为3mm的压电阻尼片材。
95.将成型的压电阻尼片材进行极化处理以形成压电阻尼层13,极化电场为8kv/mm,极化温度为80℃,极化时间为40min。在压电阻尼层13的两端表面镀10mm
×
10mm的正负铜电极。
96.在成型的叶片壳体11的外表面上通过胶黏剂粘接压电阻尼层13,并且可使胶黏剂固化。固化温度为50℃,固化时间为4h。
97.在压电阻尼层13上覆盖电热膜16,电热膜16朝向叶片壳体11一面具有隔热膜材料。电热膜16通过胶黏剂与压电阻尼层13粘接,粘接固化温度为50℃,固化时间为4h。电热膜16朝向外侧的外表面为热辐射方向,且电热膜16的外表面的粗糙度ra为35um。
98.然后,可将整流器14和储电装置15安装于叶片壳体11的内表面上,并且可安装第一导线18a、第二导线18b和第三导线18c,以使整流器14通过第一导线18a电连接到第一正电极13a和第一负电极13b,整流器14通过第三导线18c电连接到储电装置15,储电装置15通过第二导线18b连接到第二正电极16a和第二负电极16b。
99.最后,在电热膜16的外表面喷涂绝缘聚氨酯涂料,以防止叶片受到雷电损害。
100.风力发电机组
101.根据本发明的实施例的风力发电机组可包括如上所述的包含抑颤除冰结构的叶片。
102.以下为本发明能够取得的有益效果,然而本发明的有益效果不限于此,根据以上描述也可容易得出其它有益效果。
103.根据本发明的上述实施例的抑颤除冰结构能够将叶片颤振的机械动能转化成电能,并将电能转化为热能,从而同时解决叶片的颤振问题和叶片的覆冰问题。
104.根据本发明的实施例,通过将压电阻尼层与电热膜相结合,可将叶片颤振的机械
动能转化成电能,并将电能转化为均匀辐射的热能以用于除冰,因此同时解决叶片颤振的问题和叶片表面覆冰的问题,并且可均匀地辐射热量,避免热量集中。
105.另外,本发明通过能量的传递转换与利用,提高了能量的利用率,实现了能量的独立供给,从而无需使用外接电源来进行除冰,降低了能源成本。
106.虽然上面已经详细描述了本发明的实施例,但本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,可对本发明的实施例做出各种修改和变形。但是应当理解,在本领域技术人员看来,这些修改和变形仍将落入权利要求所限定的本发明的实施例的精神和范围内。另外,在彼此不矛盾的情况下,上述各种实施例可彼此组合。
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