[实用新型]风力发电机组的叶轮及风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及叶轮，尤其涉及风力发电机组的叶轮及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组(又称风力涡轮机)主要由叶轮(又称风轮)、发电机、机舱、塔架、电气部件和控制系统等组成。现有的风力发电机组，无论是直驱式、双馈式还是中速风力发电机组，其叶轮一般都包括一个轮毂和至少两个叶片单元，为了能够变桨，每个叶片单元中的叶片一般通过变桨轴承连接在轮毂上，变桨轴承的法兰面一般通过螺栓刚性连接在轮毂上，因此各叶片单元之间没有载荷传递而相对独立，叶片上的载荷都直接传递到轮毂上。由于风力发电机组的叶轮在实际运行中会受到风剪切、湍流、尾流、塔影效应和偏航误差等影响，叶轮的叶片本身也会受到重力和离心力的影响，因此风力发电机组的各个叶片单元受到的空气动力载荷通常是不均衡的，这些不均衡的载荷会导致叶轮产生周期性振动和疲劳载荷，并传递到主轴、发电机、底座和塔架等关键部件，影响机组运行的安全性和可靠性。

为解决上述问题，现有技术一般从变桨的角度出发，采用独立变桨控制系统和控制方法，通过独立地控制各叶片的桨距角，使各叶片的桨距角不同，从而改善叶轮扫掠面上因风速不同(风速随离地高度增加而增加)而产生的不均衡载荷。

在实现上述技术方案的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

由于自然环境的多变性和风力发电机组运行状态的复杂性，独立变桨控制系统及控制方法需要根据特定环境和状态进行定制，同时，要实现独立变桨一般需要增加一套高可靠的载荷测量系统，这必然大幅增加变桨系统的成本和复杂性。另外独立变桨需要变桨驱动装置频繁动作，这样会使变桨驱动齿轮遭受频繁的磨损，降低变桨驱动装置的可靠性。

事实上正是由于独立变桨系统及方法的上述诸多缺点，导致其尚未得到推广，现代风力发电机组仍然普遍采用简单的统一变桨控制系统及方法。但是随着风力发电机组的功率不断加大，尤其是主流风力发电机组的叶轮直径很多都达到或超过了100米，使得叶轮的各个叶片单元之间的受力不均衡表现得更为突出，机组的寿命和可靠性也受到越来越严峻的挑战。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种能够降低不均衡载荷、将载荷平稳传递的风力发电机组的叶轮和提供一种能够提高可靠性和使用寿命的风力发电机组。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种风力发电机组的叶轮，其包括中心联接件，在所述中心联接件上连接有叶片单元，所述叶片单元包括叶片支撑件，在所述叶片支撑件上通过变桨轴承连接有叶片，所述叶片支撑件柔性连接在所述中心联接件上，每两个相邻的叶片单元的叶片支撑件通过至少一个弹性联接器连接。

进一步地，所述叶片单元还可以包括变桨驱动装置，所述变桨驱动装置固定在所述叶片支撑件上，各所述叶片单元的变桨驱动装置均与统一变桨控制系统相连。

优选地，其中可以至少有一个所述弹性连接器包括液压油缸和/或弹簧。

优选地，其中可以至少有一个所述弹性连接器包括第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别连接在两个所述叶片支撑件上。

优选地，其中可以至少有一个所述弹性连接器包括第一液压油缸，所述第一液压油缸的两端分别通过可转动的联接接头连接在两个所述叶片支撑件上。

优选地，其中可以至少有一个所述弹性连接器包括第二液压油缸，所述第二液压油缸的缸体通过可转动的联接接头连接在其中一个所述叶片支撑件上，所述第二液压油缸的活塞与第二弹簧的一端连接，所述第二弹簧的另一端连接在另一个所述叶片支撑件上。

优选地，在所述中心联接件上可以设有固定座，所述叶片支撑件可转动地连接在所述固定座上。

进一步地，在所述固定座上可以设有轴承孔，在所述叶片支撑件上设有销体部，所述销体部通过支撑轴承安装在所述轴承孔中。

优选地，所述叶片支撑件可以通过弹性阻尼器连接在所述中心联接件上。

进一步地，每个所述叶片支撑件上连接的弹性阻尼器的个数可以至少为四个，其中至少有两个弹性阻尼器连接在所述叶片支撑件的前部，其中至少有两个弹性阻尼器连接在所述叶片支撑件的后部。

优选地，所述中心联接件可以为轮毂或者主轴。

本实用新型还提供了包括任一上述风力发电机组的叶轮的风力发电机组。