[实用新型]一种风力发电叶片及包括该叶片的风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电叶片。此外，本实用新型还涉及一种包括该风力发电叶片的风力发电机组。

背景技术

风能是目前清洁、无污染的可再生能源之一，随着全球煤炭、石油等不可再生资源的枯竭，风力发电越来越受到各国政府的重视。

请参考图1，图1为现有技术中风力发电叶片的结构示意图。

在现有的风力发电机组中，图1所示的叶片1′通过回转支承连接于轮毂上。该叶片1′设有与回转支承的轴线重合的回转中心2′，该回转中心2′的两侧分别设有弧段壁1′1和直段壁1′2，并且该叶片的等效风力作用点3′位于回转中心2′所在的直线上。需要说明的是，所述等效风力作用点具体是指，在叶片某位置上一点，在该点施加的作用力和力矩的效果等效与风力作用于整个叶片上的力和力矩的总和。

如图1所示，叶片是风机吸收风能的重要部件，由三个叶片和轮毂组成的风轮是整个风电机组的动力装置，并且风机功率、转速的控制都是靠变桨驱动系统调节叶片的迎风角度实现的。图1所示的叶片除了吸收风能以外还具有另一作用：当风速超过设计风速时或发电机、风轮超速报警时，叶片还要充当风机的刹车装置，即叶片顺桨制动。所谓顺桨制动是指，变桨驱动系统驱动回转支承发生旋转，从而带动叶片绕其自身的回转中心发生旋转，直至叶片的主平面平行或者大体平行于风力的作用方向。然而，在大风情况下当变桨驱动系统出现故障不能驱动叶片顺桨时，将会发生严重的后果，如风机飞车，起火，叶片折断，风机倒塌等。

叶片角度的改变是依靠变桨驱动系统驱动变桨轴承(亦即上文所述回转支承)回转实现的。驱动系统主要有两种形式，一种是驱动减速器驱动变桨轴承内齿圈旋转；另一种是液压驱动，利用液压油缸直接驱动变桨轴承旋转。这两种形式的驱动都需要外界提供动力源，而且都配备了后备动力如蓄电池，液压蓄能器，理论上讲该设计已经很安全了，但是在实际运用中仅仅有后备动力源还是存在很大的安全隐患，如蓄电池可能会出现故障不能提供电能，液压蓄能器可能会出现泄露，这些情况将导致变桨驱动系统不能驱动叶片顺桨制动，因而此时风机就只能坐以待毙，发生风机飞车，起火，叶片折断，风机倒塌等安全事故。

有鉴于此，如何提高风力发电叶片顺桨制动的可靠性，从而在大风天气没有变桨驱动系统驱动的情况下叶片仍能顺桨制动，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种风力发电叶片，该叶片在大风天气没有变桨驱动系统驱动的情况下仍能顺桨制动，从而提高了叶片顺桨制动的可靠性和安全性。此外，本实用新型另一个要解决的技术问题为提供一种包括上述风力发电叶片的风力发电机组。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种风力发电叶片，用于风力发电机组，所述风力发电机组包括轮毂，所述叶片通过回转支承与所述轮毂连接，所述叶片设有与所述回转支承的轴线重合的回转中心；所述叶片的等效风力作用点偏离所述回转中心。

优选地，所述叶片包括设于所述回转中心两侧的弧段壁和直段壁，所述直段壁远离所述回转支承的一端向靠近所述回转中心的方向倾斜。

优选地，所述直段壁与所述回转中心的夹角的范围3°至5°。

优选地，所述直段壁与所述回转中心的夹角为3.8°。

优选地，所述等效风力作用点处于所述弧段壁与所述回转中心之间。

此外，为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种风力发电机组，该风力发电机组包括轮毂，并且还包括上述任一项所述的风力发电叶片，所述轮毂通过所述回转支承与所述叶片连接。

在现有技术的基础上，本实用新型所提供的风力发电叶片，其等效风力作用点偏离回转中心，亦即叶片的等效风力作用点与回转中心之间有一定的距离，因而风力会在所述等效风力作用点给叶片一个力矩的作用，在该力矩的作用下，叶片绕其自身的回转中心发生旋转，直至叶片达到顺桨位置，并且在该顺桨位置，风力作用于等效风力作用点上的力臂为零，因而叶片停止转动保持在该顺桨位置。

由上可知，当大风情况下变桨驱动系统的外界动力源失效导致无法驱动叶片转动时，本实用新型所提供的叶片在风力的作用下仍能发生旋转，从而到达顺桨制动位置，因而显著提高了叶片顺桨制动的可靠性和安全性，避免发生风机飞车，起火，叶片折断，风机倒塌等安全事故。

此外，本实用新型所提供的风力发电机组的技术效果与上述风力发电叶片的技术效果基本相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中风力发电叶片的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例中风力发电叶片的结构示意图。