[发明专利]一种碳晶防冰的方法和采用该方法的风力发电机防冰系统

权利要求书

1.一种碳晶防冰的方法，将纳米级的可导电的碳晶（13）印刷在载体面（12）上，通过固化、热压工艺制成较薄的具有两个电极（10）的碳晶电热板，设置为叶片组成层的一个层面，作为加热层（5），其特征在于：在风机叶片制造过程中，根据运转中风机叶片不同半径位置线速度的不同设置不同功率的碳晶电热板，铺设在叶片的表层或次表层，形成加热层（5），加热层（5）至少分成一个加热区域，每个加热区域的碳晶电热板采用并联或者串联或者串并组合接线方式与加热控制柜中对应区域的功率单元的电源输出端连接，在贴近碳晶电热板和加热区域表面设有温度传感器（16），通过树脂真空灌注工艺将碳晶电热板、温度传感器和其它组成层在叶片模具内浇铸为一整体，每个加热区域的温度传感器与加热控制柜中对应区域的信号输入端相连，检测环境温度、湿度、风速的测定仪与加热控制柜信号采集输入端相连，加热控制柜中PLC或单片机根据预先设置的模型综合分析环境温度、湿度、风速信号来判断和控制防冰控制系统的启停，防冰控制系统启动后，PLC或单片机依据监测各加热区域的温度信号控制对应区域的功率单元来调整对应区域碳晶电热板的加热功率，防冰控制系统对各加热区域控制为同时或交替工作方式，进行自动防冰或融冰。

2.一种采用权利要求1所述的一种碳晶防冰方法的风力发电机防冰系统，包括防冰叶片和防冰控制系统，所述防冰控制系统包括电源开关、轮毂滑环、加热控制柜，所述加热控制柜主要包括多个功率单元和PLC或单片机，PLC或单片机对多个功率单元进行控制，所述防冰叶片包括外蒙皮(1)、芯材(2)、内蒙皮（3），所述内蒙皮（3）内表面所包裹为腔室(15)，腔室内设有与内蒙皮粘接的腹板(14)，内蒙皮外层为芯材(2), 所述芯材(2)的外层为外蒙皮(1), 其特征在于：外蒙皮(1)的表层或次表层设置为碳晶电热板，构成加热层(5), 在所述加热层(5)中至少分成两个加热区域，加热区域的碳晶电热板的功率根据所处半径位置防冰所需最大功率进行设置，每个加热区域的碳晶电热板采用并联或者串联或者串并组合接线方式与对应该区域的功率单元的电源输出端连接，碳晶（13）的表面、加热区域的表面和非加热区域的表面设置有温度传感器（16），每个加热区域的温度传感器与对应该区域的功率单元的信号输入端相连，检测环境温度、湿度、风速的传感器与加热控制柜中PLC或单片机的信号采集端连接，PLC或单片机根据预先设置的模型综合分析环境温度、湿度、风速的信号来判断和控制防冰控制系统的启停， PLC或单片机分析各加热区域采集的温度信号，控制对应区域的功率单元及时调整碳晶电热板的加热功率，保持加热区域的表面温度大于0摄氏度且接近0摄氏度，PLC或单片机可对各加热区域控制为同时或交替工作方式，进行自动防冰或融冰。

3.根据权利要求2所述的防冰叶片，其特征在于：加热层的碳晶电热板的功率设置是根据风机叶片在冬季结冰工况下额定转速下保持叶片表面温度大于0摄氏度的加热功率进行设置，碳晶电热板的功率在400W/m²～4000W/m²范围内。

4.根据权利要求3所述的防冰叶片，其特征在于：叶片的外蒙皮(1)的表层或次表层全部或部分为碳晶电热板构成加热层(5)。

5.根据权利要求4所述的防冰叶片，其特征在于：所述碳晶电热板设有孔或槽，孔的直范围为1mm～10mm，或槽（11）宽度范围为1～10mm。

6.根据权利要求5所述的防冰叶片，其特征在于：碳晶电热板包括载体面（12）和粘附在载体上的碳晶（13），载体面采用与叶片外蒙皮材料相同体系的互融合的材料制成。

7.根据权利要求6所述的防冰叶片，其特征在于：碳晶电热板的厚度范围为0.2 mm～1 mm。

8.根据权利要求2所述的防冰叶片，其特征在于：叶片的表面涂有涂料（4）。