一种用于风力机减载和降噪的锯齿形尾缘襟翼的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于风力机减载和降噪的锯齿形尾缘襟翼。


背景技术：

2.近些年随着风能的迅速发展，风电机组呈现大型化的发展趋势；风电机组尺寸增大导致风电叶片所受到的气动载荷越来越大，叶片长期处于较大的载荷下，会出现叶片胶粘破损，甚至叶片断裂的情况；载荷过大还会导致风电机组其他部件，例如塔筒、轮毂和齿轮箱的损坏；除此之外，叶片尺寸增大使得叶尖速度变大，引起较大的气动噪声，出现噪声扰民的情况，居民投诉会导致机组停运，给业主带来巨大的经济损失；因此降低风力机运行时的载荷和噪声成为了当前的研究热点。
3.现有研究表明通过改变风电叶片尾缘结构，在叶片尾缘安装具有作动系统的襟翼，通过实时控制襟翼的作动规律，可以有效降低叶片的载荷；此外，当在叶片尾缘上加装具有锯齿形状结构的附件时(锯齿尾缘)，可以有效降低叶片旋转时所产生的气动噪声；因此将这两种技术相结合，在有效降低气动载荷的同时还能够降低叶片旋转所产生的气动噪声。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题为风电机组在工作过程中承受的气动载荷和气动噪声大的缺陷，从而提供一种用于风力机减载和降噪的锯齿形尾缘襟翼。
5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于风力机减载和降噪的锯齿形尾缘襟翼，包括：风力机机舱，所述风力机机舱的一侧端面上固定连接有风力机叶片，所述风力机机舱和所述风力机叶片均为中空机构；所述风力机叶片的尾缘处设置有锯齿形尾缘襟翼；
6.所述风力机机舱的内腔中设置有控制器，所述风力机叶片的内腔中设置有驱动装置；
7.所述控制器电连接所述驱动装置。
8.优选的，所述风力机叶片背离所述风力机机舱的一侧设置有锯齿形尾缘襟翼放置处，所述锯齿形尾缘襟翼放置处的内部设置有锯齿形尾缘襟翼。
9.优选的，所述控制器的输出端固定连接有信号传输线，所述信号传输线背离所述控制器的一端固定连接所述驱动装置。
10.优选的，所述驱动装置包括：电机，所述电机设置在所述风力机叶片的内腔中，所述电机的输出侧设置有法兰，所述法兰固定连接在所述风力机叶片的内腔中；
11.所述电机的输出端固定连接有转动轴，所述转动轴靠近所述电机的一侧固定连接有二号轴承，所述转动轴背离所述电机的一端固定连接有一号轴承；所述一号轴承和所述二号轴承均固定连接在所述风力机叶片。
12.优选的，所述转动轴的一侧端面上固定连接所述锯齿形尾缘襟翼；所述锯齿形尾缘襟翼的尾缘呈锯齿状。
13.优选的，所述控制器电连接所述电机。
14.优选的，所述锯齿形尾缘襟翼设置在所述风力机叶片径向50％-90％的位置处。
15.优选的，所述锯齿形尾缘襟翼在所述锯齿形尾缘襟翼放置处的摆动角度小于
±
30度。
16.优选的，所述锯齿形尾缘襟翼上间隔分布有若干锯齿状尾缘。
17.本实用新型具有以下优点：
18.1、锯齿形尾缘襟翼摆动会改变风力机叶片周围流场，进而影响风力机叶片所受的气动载荷，通过合理的控制策略来控制锯齿形尾缘襟翼的摆动幅度和摆动频率(通常摆动角度小于
±
30度)，可有效减小叶片所受的气动载荷，实现叶片减载的目的。
19.2、锯齿形尾缘襟翼的尾缘呈锯齿状(锯齿参数可根据实际情况确定，通常锯齿宽度应尽可能小)，锯齿状尾缘可与辐射声波之间发生干涉相消现象，改变叶片尾缘处的压力分布，进而减小叶片所产生的噪声，实现降噪的目的。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型结构示意图；
22.图2为本实用新型图1中a处放大示意图；
23.附图标记说明：1、风力机机舱；2、风力机叶片；3、信号传输线；4、控制器；5、锯齿形尾缘襟翼；6、一号轴承；7、转动轴；8、二号轴承；9、法兰；10、电机。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上
述术语在本实用新型中的具体含义。
27.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
28.实施例
29.在一个实施方式中，请参阅图1-2，本实用新型提供了一种用于风力机减载和降噪的锯齿形尾缘襟翼，包括：风力机机舱1，风力机机舱1的一侧端面上固定连接有风力机叶片2，风力机机舱1和风力机叶片2均为中空机构；风力机叶片2的尾缘处设置有锯齿形尾缘襟翼5；
30.风力机机舱1的内腔中设置有控制器4，风力机叶片2的内腔中设置有驱动装置；
31.控制器4电连接驱动装置。
32.具体的，风力机叶片2背离风力机机舱1的一侧设置有锯齿形尾缘襟翼5放置处，锯齿形尾缘襟翼5放置处的内部设置有锯齿形尾缘襟翼5。
33.具体的，控制器4的输出端固定连接有信号传输线3，信号传输线3背离控制器4的一端固定连接驱动装置。
34.具体的，驱动装置包括：电机10，电机10设置在风力机叶片2的内腔中，电机10的输出侧设置有法兰9，法兰9固定连接在风力机叶片2的内腔中；
35.电机10的输出端固定连接有转动轴7，转动轴7靠近电机10的一侧固定连接有二号轴承8，转动轴背离电机10的一端固定连接有一号轴承6；一号轴承6和二号轴承8均固定连接在风力机叶片2。
36.具体的，转动轴7的一侧端面上固定连接锯齿形尾缘襟翼5；锯齿形尾缘襟翼5的尾缘呈锯齿状。
37.具体的，控制器4电连接电机10。
38.具体的，锯齿形尾缘襟翼5设置在风力机叶片2径向50％-90％的位置处。
39.具体的，锯齿形尾缘襟翼5在锯齿形尾缘襟翼5放置处的摆动角度小于
±
30度。
40.具体的，锯齿形尾缘襟翼5上间隔分布有若干锯齿状尾缘。
41.上述技术方案的工作原理：在风力机叶片2靠叶尖侧的尾缘处替换上锯齿形尾缘襟翼5，安装位置一般应位于叶片径向50％-90％的位置处，具体安装位置可以根据实际的需求确定。
42.控制器4位于风力机机舱1内部，通过信号传输线3与叶片内部的电机10相连，控制器4根据风力机叶片2所受载荷的实时反馈情况来控制电机10运动；电机10通过法兰9固定在叶片内部，带动转动轴7运动，转动轴7依靠一号轴承6和二号轴承8进行固定和运动传输；转动轴7与锯齿形尾缘襟翼5相连，带动锯齿形尾缘襟翼5进行一定幅度的来回摆动。
43.由于锯齿形尾缘襟翼5摆动会改变风力机叶片周围流场，进而影响风力机叶片2所受的气动载荷；通过合理的控制策略来控制锯齿形尾缘襟翼5的摆动幅度和摆动频率(通常摆动角度小于
±
30度)，可有效减小叶片所受的气动载荷，实现叶片减载的目的；锯齿形尾缘襟翼5的尾缘呈锯齿状(锯齿参数可根据实际情况确定，通常锯齿宽度应尽可能小)，锯齿状尾缘可与辐射声波之间发生干涉相消现象，改变叶片尾缘处的压力分布，进而减小叶片所产生的噪声，实现降噪的目的。
44.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对
于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。