[发明专利]风力发电机组的叶轮、叶片和叶片段

说明书

本发明提供一种风力发电机组的叶轮、叶片和叶片段，叶片段包括叶片前段和叶片后段，叶片前段包括第一主体，第一主体包括第一连接面；叶片后段包括第二主体和气囊，第二主体由柔性材质制作，第二主体包括第二连接面，第二主体与所述第一主体固定连接；第二主体内设有腔体，气囊收容在腔体内，气囊包括气囊壁，气囊壁内设有气腔，当风力发电机组所在位置处的环境参数满足设定的参数条件时，气腔内的气体体积增大，挤压气囊壁，使得气囊壁膨胀而挤压腔体的内壁，以使第二主体的对应位置膨胀；环境参数满足设定的参数条件时，叶片发生失速。本发明能有效降低叶片失速风险。

技术领域

本发明涉及风力发电机组领域，尤其涉及一种风力发电机组的叶轮、叶片和叶片段。

背景技术

风力发电机组的叶片是吸收风能的核心部件，叶片的运行状态直接影响风力发电机组的风能吸收效率、噪声水平和结构安全等。风力发电机组有时会因为叶片设计不合理、风力发电机组运行时的环境空气密度明显低于设计的空气密度、风力发电机组扩容导致风力发电机组运行过渡段（运行过渡段是指风力发电机组达到额定转速对应的风速与风力发电机组达到额定功率对应的风速之间的运行范围）变长等情况使叶尖部存在局部失速风险。失速后的风力发电机组输出功率明显下降，振动加剧，疲劳加速，影响风力发电机组使用寿命。目前解决叶片失速问题的一种方法是在满发点（即风力发电机组达到额定功率的时刻）之前提前变桨，减小叶片的运行升力，降低失速风险，但这种方法会明显损失发电量，造成资源浪费；另一种做法是在叶片的吸力面易失速位置安装涡流发生器，增大翼型的最大升力系数，抑制失速，但安装涡流发生器会降低翼型正常工作时的气动效率，损失发电量。

发明内容

本发明提供一种风力发电机组的叶轮、叶片和叶片段。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明实施例的第一方面提供一种风力发电机组叶片的叶片段，所述叶片包括叶根部和叶尖部，所述叶片段位于所述叶根部和所述叶尖部之间，并邻设于所述叶尖部，所述叶片段包括：

叶片前段，包括第一主体；和

叶片后段，包括第二主体和气囊，所述第二主体由柔性材质制作，所述第二主体包括第二连接面，所述第二主体与所述第一主体固定连接；

所述第二主体内设有腔体，所述气囊收容在所述腔体内，所述气囊包括气囊壁，所述气囊壁内设有气腔，当所述风力发电机组所在位置处的环境参数满足设定的参数条件时，所述气腔内的气体体积增大，挤压所述气囊壁，使得所述气囊壁膨胀而挤压所述腔体的内壁，以使所述第二主体的对应位置膨胀；

其中，所述环境参数满足设定的参数条件时，所述叶片发生失速。

可选地，所述环境参数为环境温度和环境空气密度中的至少一个；

所述环境参数满足设定的参数条件包括以下至少一种：

所述环境温度大于临界温度阈值，所述环境空气密度小于临界密度阈值；

其中，所述临界温度阈值为使得所述叶片发生失速时的最小环境温度，所述临界密度阈值为使得所述叶片发生失速时的最大环境空气密度。

可选地，所述环境参数为环境温度，在所述环境温度大于所述临界温度阈值之后，所述气腔内气体的体积随所述环境温度的增大而逐渐增大。

可选地，所述环境参数为环境温度，在所述环境温度由大于所述临界温度阈值切换成小于或等于所述临界温度阈值的过程中，所述气腔内的气体体积逐渐减小；

当所述环境温度切换成小于或等于所述临界温度阈值时，所述气腔内的气体体积恢复至原始体积大小，使得所述气囊壁的形状复原，所述第二主体的对应位置的形状复原。

可选地，所述环境参数为环境温度，所述气腔内预先充注有气体，当所述环境温度大于临界温度阈值时，所述气腔内预先充注的气体的体积随所述环境温度的增大而增大。