[发明专利]叶片翼型气动性能调节装置、方法及涡流发生器控制系统

说明书

本发明公开了一种叶片翼型气动性能调节装置、方法及涡流发生器控制系统。该叶片翼型气动性能调节装置，设置于叶片表面的安装孔，包括：涡流发生器；连杆，连杆的第一端与涡流发生器转动连接；第一动力装置，第一动力装置通过移动部件与连杆的第二端连接，用于带动连杆的第二端在预定轨迹上移动，以调节涡流发生器相对叶片表面的角度。根据本发明实施例，能够提升叶片的翼型气动性能。

技术领域

本发明属于叶片翼型气动性能调节技术领域，尤其涉及一种叶片翼型气动性能调节装置、涡流发生器控制系统、风力发电机的机组控制系统及基于涡流发生器控制系统的叶片翼型气动性能调节方法。

背景技术

大型风力发电机叶片中部到根部一般都要采用大厚度风力机专用翼型来保证叶片结构强度，根部翼型厚度往往超过60％，导致流动分离加剧，叶片的翼型气动性能较差。因此控制流动分离，减小叶片阻力或者直接改变叶片的翼型形状以提升翼型气动性能是现代风力发电机叶片设计中需要着重考虑的问题。

由于叶片的根部翼型的厚度较大，在大攻角的情况下，流动分离几乎是不可避免的。可以肯定的是，在叶片的适当位置加上涡流发生器(Vortex Generator，VG)，对延迟或防止流动分离是行之有效的措施。虽然涡流发生器在一定程度上减少了流动分离产生的压差阻力，但却同时由于涡流发生器的存在产生了额外的寄生阻力，只有在寄生阻力小于压差阻力的情况下，才能够达到翼型升阻比的提高而得到“正能量”，即提高风力发电机的输出功率，否则加装涡流发生器不仅无益，反而有害，使得风力发电机的输出功率不增反降。所以，为达到更高的升阻比，对涡流发生器在叶片上的分布提出了很高的要求。而且，对于叶片中部及尖部，随着运行时间的增加，叶片表面逐渐受到污染或磨损，导致翼型气动性能下降。通过涡流发生器，可以改善翼型气动性能，弥补这一损失。

目前，相关技术中根据单一固定风速，在叶片的长度方向(沿着叶片轴线由根部指向尖部)上特定位置布置涡流发生器，且位置不发生改变。由于不同风速下，叶片各部分所受风力不同，故在叶片的长度方向上特定位置布置涡流发生器，且位置不发生改变，难以提升叶片的翼型气动性能，进而导致难以提高风力发电机的输出功率。

因此，如何提升叶片的翼型气动性能是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种叶片翼型气动性能调节装置、涡流发生器控制系统、风力发电机的机组控制系统及基于涡流发生器控制系统的叶片翼型气动性能调节方法，能够提升叶片的翼型气动性能。

第一方面，提供了一种叶片翼型气动性能调节装置，设置于叶片表面的安装孔，包括：

涡流发生器；

连杆，连杆的第一端与涡流发生器转动连接；

第一动力装置，第一动力装置通过移动部件与连杆的第二端连接，用于带动连杆的第二端在预定轨迹上移动，以调节涡流发生器相对叶片表面的角度。

可选地，该叶片翼型气动性能调节装置还包括：

底座，底座设置于叶片表面，且与涡流发生器转动连接。

可选地，连杆的第一端与涡流发生器铰链连接；

和/或，

底座与涡流发生器铰链连接。

可选地，移动部件为滑动部件，滑动部件包括滑轨和滑块。

可选地，该叶片翼型气动性能调节装置还包括：

第二动力装置，第二动力装置与涡流发生器连接，用于带动涡流发生器沿叶片表面的弦长方向移动。

可选地，第一动力装置和第二动力装置均为伺服电机。

第二方面，提供了一种涡流发生器控制系统，包括：