阅读说明：本技术 变形式风力发电机叶片 (Deformation type wind driven generator blade ) 是由 杨瑞 郭瑞 张�浩 刘爱瑜 全佩 张康康 于 2018-08-03 设计创作，主要内容包括：变形式风力发电机叶片,由叶片骨架(1)、连接横梁(2)、微型电动推杆(3)、活动横梁(4)、叶片内铺层(5)、叶片外弹性蒙皮(6)和独立尾缘(7)组成,叶片骨架(1)截面处通过连接横梁(2)径向固定,叶片骨架(1)截面内设有导槽(8),导槽(8)内、以及叶片骨架(1)尾缘处分别固定设置微型电动推杆(3),叶片活动横梁(4)两端伸进导槽(8)中,叶片骨架(1)外部设置叶片内铺层(5),叶片骨架(1)尾缘设置独立尾缘(7),叶片内铺层(5)外部设置有叶片外弹性蒙皮(6)。本发明有益效果：根据不同风速进行变形,调节叶片的气动性能,控制风力机功率输出,可取代传统风力机的变桨距控制系统。(Deformable formula aerogenerator blade, by blade skeleton (1), connect crossbeam (2), miniature electric putter (3), movable cross beam (4), layer (5) are spread in the blade, blade outer elastic skin (6) and independent trailing edge (7) are constituteed, blade skeleton (1) cross-section department is through connecting crossbeam (2) radial fixed, be equipped with guide slot (8) in blade skeleton (1) cross-section, in guide slot (8), and blade skeleton (1) trailing edge punishment do not fixed set up miniature electric putter (3), blade movable cross beam (4) both ends stretch into in guide slot (8), blade skeleton (1) outside sets up layer (5) are spread in the blade, blade skeleton (1) trailing edge sets up independent trailing edge (7), layer (5) outside is provided with blade outer elastic skin (6) to blade inner spread. The invention has the beneficial effects that: the wind turbine is deformed according to different wind speeds, the pneumatic performance of the blades is adjusted, the power output of the wind turbine is controlled, and a variable pitch control system of the traditional wind turbine can be replaced.)

变形式风力发电机叶片

技术领域

本发明涉及可变形式风力发电机叶片，属于风力发电机技术领域。

背景技术

由于风力机运行在阵风等风速变化的工况下，因此风力发电机在运行过程中需要有调节功能，以控制其捕获的风能。一方面保证获取最大的能量，同时减少风对风力机的冲击。为了实现上述功能，风力机采用了变桨距控制技术。该技术主要是基于调节叶片的桨距角，从而改变了气流对叶片的攻角，改变了叶片的气动性能，进而控制风轮所捕获的风能。

风力机的气动性能主要由叶片翼型的气动性能决定，而影响翼型性能的因素主要有两方面的原因：一是来流的运动状态；二是翼型的几何形状，如翼型的弯度、厚度等。大量实验研究证明，增大翼型弯度和厚度能够显著提高翼型的升阻比，改善其气动性能。因此，当来流风速较低时，增大叶片的厚度以及弯度，能够改善叶片的气动性能，提高风力机的输出功率；当风速过高时，可以减小叶片的厚度以及弯度，降低叶片的气动性能，减少风力机的输出功率。

由于翼型能够直接影响风力机叶片的气动性能，而不同厚度、不同弯度的翼型的气动性能具有显著的差异。本发明基于翼型厚度和弯度对翼型气动性能的影响，提出了一种通过改变叶片截面翼型厚度及弯度的手段，来实现控制风力机功率的目的。

发明内容

本发明的主要目的是通过改变叶片形状来调节叶片气动性能，控制风力机的输出功率，主要原理是利用电子信号控制的微型电动推杆推动活动横梁上下运动，改变叶片的最大厚度以及叶片尾缘的角度，进而改变叶片的气动外形，调节风力机的气动性能，实现控制风力机输出功率的目的。

本发明变形式风力发电机叶片，由叶片骨架1、连接横梁2、微型电动推杆3、活动横梁4、叶片内铺层5、叶片外弹性蒙皮6和独立尾缘7组成，所述的叶片骨架1截面处通过连接横梁2径向固定，叶片骨架1截面内设有导槽8，在导槽8内、以及叶片骨架1尾缘处分别固定设置微型电动推杆3，叶片活动横梁4的两端伸进导槽8中，叶片骨架1外部设置有叶片内铺层5，且将活动横梁4包裹其中，在叶片骨架1尾缘设置有与叶片骨架1尾缘相互配合工作的独立尾缘7，所述的叶片内铺层5外部设置有可将整个结构包裹起来的叶片外弹性蒙皮6，构成叶片的外壳。

所述的导槽8的数量为4-6个。

本发明的有益效果：

1)风力机在运行过程中，测风仪监测风速并将信号传递给叶片变形控制器，控制固定在各叶片骨架1上的微型电动推杆3进行工作，随即推动活动横梁4上下运动，反映在叶片内铺层5和叶片外弹性蒙皮6上是叶片外形发生不同程度的膨胀和缩小变化，同时控制叶片骨架1尾缘处的两个微型电动推杆3进行方向相反的工作，从而使得叶片独立尾缘7产生一定角度的偏转，改变风力机叶片的气动外形，控制风力机功率输出；

2)本发明的可变形叶片根据不同风速进行变形，调节叶片的气动性能，控制风力机功率输出，可取代传统风力机的变桨距控制系统。

附图说明

图1.变形叶片截面示意图

图2.变形叶片截面装配图

图3.叶片骨架示意图

图4.连接横梁示意图

图5.活动横梁示意图

图6.微型电动推杆示意图

图7.低风速下叶片变形示意图

图8.高风速下叶片变形示意图

图9.三种工况下叶片外形示意图

图中：叶片骨架1、连接横梁2、微型电动推杆3、活动横梁4、叶片内铺层5、叶片外弹性蒙皮6、独立尾缘7、导槽8。

具体实施方式

以下将结合附图1-9对本发明作进一步说明。

本发明由叶片骨架1、连接横梁2、微型电动推杆3、活动横梁4、叶片内铺层5、叶片外弹性蒙皮6和独立尾缘7组成，所述的叶片骨架1截面处通过连接横梁2径向固定，叶片骨架1截面内设有导槽8，在导槽8内、以及叶片骨架1尾缘处分别固定设置微型电动推杆3，叶片活动横梁4的两端伸进导槽8中，叶片骨架1外部设置有叶片内铺层5，且将活动横梁4包裹其中，在叶片骨架1尾缘设置有与叶片骨架1尾缘相互配合工作的独立尾缘7，所述的叶片内铺层5外部设置有可将整个结构包裹起来的叶片外弹性蒙皮6，构成叶片的外壳。所述的导槽8的数量为4-6个。所述的设置于导槽8内微型电动推杆3的数量为两个，所述的设置于叶片骨架1尾缘处的微型电动推杆3的数量为两个，在初始位置(不变形时刻)，微型电动推杆3在导槽8中间位置，其上、下由伸出相同长度的微型电动推杆3顶住，固定在导槽8中间位置。所述的活动横梁4由玻璃钢复合材料制作而成，埋在叶片内铺层5中，通过微型电动推杆3沿叶片厚度方向上下运动，实现叶片变形的作用；连接横梁2可将不同位置的叶片骨架1沿展向连接起来，构成整个风力机叶片结构。

该叶片具体变化：当风速较小时，叶片骨架1上的位于外侧、即靠近叶片外弹性蒙皮6一侧的微型电动推杆3往回收缩，位于内侧的微型电动推杆3往外伸出，推动活动横梁4向上运动，叶片截面翼型的厚度增大。叶片骨架1尾缘处的位于上方的微型电动推杆3向外推动，位于下方的微型电动推杆3向内收缩，综合作用使得叶片独立尾缘7向下偏转，叶片截面翼型的弯度增大。叶片的气动性能提高，风力机输出功率增大；当风速过大时，叶片骨架1上的位于外侧的微型电动推杆3往外推出，内侧的微型电动推杆3往回收缩，推动活动横梁4向下运动，叶片截面翼型的厚度变小。叶片骨架1尾缘处的位于上方的微型电动推杆3向内收缩，位于下方的微型电动推杆3向外推动，综合作用使得叶片独立尾缘7向上偏转，叶片截面翼型的弯度减小。叶片的气动性能降低，控制风力机输出功率恒定，保证机组在大型风速下安全运行；附图9中A表示在高风速、B额定风速、C低风速时三种工况下叶片外形的变化情况。

本发明的可变形叶片根据不同风速进行变形，调节叶片的气动性能，控制风力机功率输出，可取代传统风力机的变桨距控制系统。