一種2.0mwiii類風區直驅式風力發電機葉片的製作方法

2023-05-09 12:09:31 1

專利名稱：一種2.0mwiii類風區直驅式風力發電機葉片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發電機葉片，特別涉及一種2. (MWIII類風區直驅式風力發電機葉片。
背景技術：
風能是可再生的綠色能源，風能利用目前屬於國家重點支持的領域也是新興的一個行業，我國是個能源需求大國，因此大力發展風電符合國家相關政策和未來國家對能源的需求。風機葉片屬於整個風力發電機組三大部件(發電機，塔筒，風機葉片)之一，是直接捕捉風能的設備，因此它的外形，尺寸等方面的設計對發電機的發電功率有重要影響。風機葉片經歷了從木製葉片到金屬制葉片，再到玻璃鋼複合材料制葉片的過程，從最初的憑經驗製造的葉片到如今依靠先進的科學知識，流體力學，工程學，空氣動力學等知識進行科學的設計的過程。葉片設計不僅有外形的設計還包括力學結構力學強度的設計。經歷了從直徑小至幾米到如今大到直徑60，70米的葉片的過程，所有這些都是為了使葉片設計對風能利用達到最高，對能耗降到最低。根據相關部門對全球風資源的評估，將風區分為四類一類風區(彡 10m/s)，二類風區(10m/s ^ ν ^ 8. 5m/s)，三類風區(8. 5m/s ^ ν ^ 7. 5m/s)， 四類風區(7. 5m/s ^v ^6. Om/s)。在各類風區中，對葉片的要求也不一樣，因此需要滿足各種不同需求，不同風區的葉片。我們原來的葉片是40米長，長度較短，捕風面積小，比較平直，要求剛度大所以要求有強度和剛度比較大的抗剪腹板，沒有預彎。另外它是適用於在一類風區使用的葉片，對風速要求較高，風速一旦降低，發電功率降低，就容易導致系統棄風，甚至脫網，影響整個電網的正常運行。內部採用碳纖維梁作為主要受力結構件，眾所周知，碳纖維的價格明顯比玻璃纖維貴很多，這樣就增加了成本。

實用新型內容為了克服現有技術中存在的技術問題，本實用新型提供一種2. (MWIII類風區直驅式風力發電機葉片，所述葉片根部採用超厚弦比設計，通過增加根部玻璃纖維布的鋪層數量增加厚度，厚弦比增加了，在葉片重量增加導致根部載荷增加的情況下，通過根部強度增加來抵消載荷的增加，然後葉尖採用柔性設計，達到進一步降低葉片載荷的目的。為了實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案一種2. (MWIII類風區直驅式風力發電機葉片，由貼合葉片模具的玻璃纖維布鋪設而成，所述葉片殼體中間鋪設有高模量的玻璃纖維主梁，所述玻璃纖維主梁兩側鋪設有 PVC泡沫，所述葉片採用真空灌注樹脂製成，所述葉片長度為45. 3米。進一步的，所述葉片殼體吸力面的玻璃纖維主梁通過膠黏劑固定連接腹板，腹板的兩端固定在壓力/吸力面的玻璃纖維主梁上，進一步的，所述葉片的根部壁厚為92. 5mm，所述葉片的最大弦長為3. 48米，葉片的最大預彎為1.5米。本實用型帶來的有益效果是[0009]1、葉片長度增加，掃風面積增大，獲取的風能就增大，所以增加了葉片功率；這樣葉片就能在風速相對較低的風區(風場)使用，也能達到設計時的功率了 ；2、葉片蒙皮採用加厚芯材，提高了蒙皮的疲勞強度；通過新的設計，減小芯材槽寬，節約了樹脂使用量，既減輕了葉片的重量，又降低了葉片成本；3、另外通過翼型的改進，提高了葉片的轉速，由普通的15rpm提高到17rpm，降低了直驅式發電機的體積和重量，減少生產成本。

圖1本實用新型所述葉片壓力面結構示意圖圖2圖1中A-A方向截面示意圖圖3本實用新型所述葉片根部局部截面示意圖圖4本實用新型所述葉片最大弦長示意圖圖5本實用新型所述葉片最大預彎示意圖圖中標號為I-玻璃纖維主梁 2-腹板
具體實施方式
下面對結合附圖對本實用新型的較佳實施例作詳細闡述，以使本實用新型的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護範圍作出更為清楚明確的界定。如圖1所示是一種2. (MWIII類風區直驅式風力發電機葉片的半面殼體，所述葉片由貼合葉片模具的玻璃纖維布鋪設而成，在葉片殼體中間鋪放高模量的玻璃纖維主梁1， 主梁兩側用PVC泡沫鋪平，之後用玻璃纖維布覆蓋整個葉片殼體後，利用真空灌注樹脂製成半個葉片。待葉片在模具內預固化完成後，將預製成型的腹板2用膠黏劑分別固定在 SS (suction side譯為吸力面)面葉片殼體的玻璃纖維主梁1上，並將PS (pressure side 譯為壓力面)面葉片殼體翻轉合在SS面上，使腹板2的兩端固定在PS/SS面的玻璃纖維主梁1上，如圖2所示。圖3所示為本實用新型葉片的根部部分截面圖，其根部壁厚達到了 92. 5mm,圖4所示為本實用新型葉片的最大弦長為3. 48米。圖5所示為本實用新型葉片的最大預彎為1.5米。本實用新型所述葉片的性能及技術指標如下葉片長度45. 30m ；葉片重量8800 (+200/-100) Kg ；切入風速3. Om/s ；切出風速25. Om/s ；額定風速10. 5m/s ；極端風速52. 5m/s ；風輪直徑93. 47 !；葉片壽命20年；適用風力等級IEC IIIA.以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
之一，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本領域的技術人員在本實用新型所揭露的技術範圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。
權利要求1.一種2. OMWIII類風區直驅式風力發電機葉片，由貼合葉片模具的玻璃纖維布鋪設而成，其特徵在於，所述葉片殼體中間鋪設有高模量的玻璃纖維主梁，所述玻璃纖維主梁兩側鋪設有PVC泡沫，所述葉片採用真空灌注樹脂製成，所述葉片長度為45. 3米。
2.根據權利要求1所述的一種2.OMWIII類風區直驅式風力發電機葉片，其特徵在，所述葉片殼體吸力面的玻璃纖維主梁通過膠黏劑固定連接腹板，腹板的兩端固定在壓力/吸力面的玻璃纖維主梁上。
3.根據權利要求1所述的一種2.OMWIII類風區直驅式風力發電機葉片，其特徵在於， 所述葉片的根部壁厚為92. 5mm，所述葉片的最大弦長為3. 48米，葉片的最大預彎為1. 5米。
專利摘要本實用新型提供了一種2.0MWIII類風區直驅式風力發電機葉片，由貼合葉片模具的玻璃纖維布鋪設而成，所述葉片殼體中間鋪設有高模量的玻璃纖維主梁，所述玻璃纖維主梁兩側鋪設有PVC泡沫，所述葉片採用真空灌注樹脂製成，所述葉片長度為45.3米。本實用新型所述葉片功率大；能在風速相對較低的風區(風場)使用；葉片蒙皮採用加厚芯材，提高了蒙皮的疲勞強度；節約了樹脂使用量，既減輕了葉片的重量，又降低了葉片成本；另外通過翼型的改進，提高了葉片的轉速，由普通的15rpm提高到17rpm，降低了直驅式發電機的體積和重量，減少生產成本。
文檔編號F03D11/00GK202338451SQ20112048350
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者吳楊建, 周忠平, 徐新華, 方平 申請人:南通東泰新能源設備有限公司