风力发电叶片组件和风力发电机组的制作方法

本发明涉及风力发电，尤其涉及一种风力发电叶片组件和风力发电机组。

背景技术：

1、风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大。风力发电机组是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机组一般由风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。

2、然而，风力发电机组在低温高湿结冰环境下使用时，风力发电机组的叶片的空气动力学特性受到表面覆冰的影响，而且叶片上的覆冰冰层的存在会增加叶片的质量使得叶片的负荷增大，进而改变翼面的升力，叶片的空气动力学性能明显下降，在很大程度上影响风力发电效率，在连续低温高湿条件下覆冰进一步发展，甚至会导致风力发电机的停机事故，造成巨大经济损失和资源浪费。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的实施例提出一种风力发电叶片组件，解决了风力发电机组的叶片覆冰的问题。

3、本发明实施例的风力发电叶片组件包括：

4、多个叶片本体，所述叶片本体的外表面包覆有记忆金属网和疏水蒙皮，所述记忆金属网位于所述疏水蒙皮和所述叶片本体之间；

5、转动轴，多个叶片本体环绕所述转动轴的中心轴线间隔分布，所述叶片本体的叶根与所述转动轴相连；

6、供电模组，所述供电模组与所述记忆金属网相连，所述供电模组用于向所述记忆金属网通入电流脉冲；

7、检控模组，所述检控模组与所述供电模组相连，所述检控模组用于检测环境的温度和湿度以调控所述供电模组与所述记忆金属网之间的通断。

8、本发明实施例的风力发电叶片组件，检控模组检测到环境中的温度和湿度达到结冰条件时，控制供电模组向记忆金属网通入电流脉冲，进而使得记忆金属网产生周期性的形变或振动，配合疏水蒙皮，将附着在疏水蒙皮表面的小液滴或冰晶振动去除，从而主动防止叶片本体覆冰的问题。

9、在一些实施例中，所述记忆金属网的网格的截面积之和为所述叶片本体的表面积的50％～70％，所述记忆金属网的网格呈菱形。

10、在一些实施例中，所述供电模组包括电源、碳刷、滑环和多根供电线，所述滑环套装在所述转动轴上，所述滑环和所述叶片本体分别位于所述转动轴的轴向上的两端，多根供电线和多个叶片本体一一对应，所述滑环通过所述供电线与所述记忆金属网相连，所述电源与所述碳刷相连，所述碳刷环绕所述滑环，所述碳刷的刷头与所述滑环接触。

11、在一些实施例中，所述转动轴的内部设有中心孔，所述中心孔的靠近所述叶片本体的一端设有封堵件，所述供电线沿所述转动轴的轴向延伸，所述供电线的部分位于所述中心孔内。

12、在一些实施例中，所述叶片本体上设有防雷针，所述防雷针沿所述叶片本体的叶尖朝所述叶片本体的叶根的方向贯穿所述叶片本体，所述防雷针的根部位于所述中心孔内，所述防雷针的根部设有贯穿所述中心孔的防雷导线，且所述防雷导线的位于所述中心孔内的部分沿所述转动轴的轴向延伸，所述防雷导线接地设置。

13、在一些实施例中，所述转动轴的中心孔内设有绝缘套筒，所述绝缘套筒的中心轴线与所述转动轴的中心轴线共轴，所述绝缘套筒环绕多个所述叶片本体的所述防雷导线的位于所述中心孔内的部分。

14、在一些实施例中，所述碳刷包括刷体和刷毛，所述刷体呈筒状，所述刷体环绕所述滑环，所述刷毛设在所述刷体的内周壁上且与所述滑环接触，所述刷体与所述电源相连，所述防雷导线沿所述转动轴的轴向贯穿所述刷体。

15、在一些实施例中，所述检控模组包括温湿度传感器和控制器，所述控制器与所述温湿度传感器和所述电源相连，所述控制器用于根据所述温湿度传感器检测的温度和湿度控制所述电源的开关。

16、本发明的实施例还提出一种风力发电机组，该风力发电机组能够主动防止叶片覆冰。

17、本发明实施例的风力发电机组包括塔筒和上述任一项实施例中所述的风力发电叶片组件，所述风力发电叶片组件设在所述塔筒的顶部，所述转动轴与所述塔筒可转动地相连，所述叶片本体和所述检控模组的检测端均位于所述塔筒外，所述供电模组和所述检控模组的控制端均位于所述塔筒内

18、在一些实施例中，所述转动轴经皮带与所述塔筒内的发电机的机械输入端相连，所述转动轴与所述塔筒的连接处设有旋转密封件。

技术特征：

1.一种风力发电叶片组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风力发电叶片组件，其特征在于，所述记忆金属网的网格的截面积之和为所述叶片本体的表面积的50％～70％，所述记忆金属网的网格呈菱形。

3.根据权利要求1所述的风力发电叶片组件，其特征在于，所述供电模组包括电源、碳刷、滑环和多根供电线，所述滑环套装在所述转动轴上，所述滑环和所述叶片本体分别位于所述转动轴的轴向上的两端，多根供电线和多个叶片本体一一对应，所述滑环通过所述供电线与所述记忆金属网相连，所述电源与所述碳刷相连，所述碳刷环绕所述滑环，所述碳刷的刷头与所述滑环接触。

4.根据权利要求3所述的风力发电叶片组件，其特征在于，所述转动轴的内部设有中心孔，所述中心孔的靠近所述叶片本体的一端设有封堵件，所述供电线沿所述转动轴的轴向延伸，所述供电线的部分位于所述中心孔内。

5.根据权利要求4所述的风力发电叶片组件，其特征在于，所述叶片本体上设有防雷针，所述防雷针沿所述叶片本体的叶尖朝所述叶片本体的叶根的方向贯穿所述叶片本体，所述防雷针的根部位于所述中心孔内，所述防雷针的根部设有贯穿所述中心孔的防雷导线，且所述防雷导线的位于所述中心孔内的部分沿所述转动轴的轴向延伸，所述防雷导线接地设置。

6.根据权利要求5所述的风力发电叶片组件，其特征在于，所述转动轴的中心孔内设有绝缘套筒，所述绝缘套筒的中心轴线与所述转动轴的中心轴线共轴，所述绝缘套筒环绕多个所述叶片本体的所述防雷导线的位于所述中心孔内的部分。

7.根据权利要求5所述的风力发电叶片组件，其特征在于，所述碳刷包括刷体和刷毛，所述刷体呈筒状，所述刷体环绕所述滑环，所述刷毛设在所述刷体的内周壁上且与所述滑环接触，所述刷体与所述电源相连，所述防雷导线沿所述转动轴的轴向贯穿所述刷体。

8.根据权利要求3所述的风力发电叶片组件，其特征在于，所述检控模组包括温湿度传感器和控制器，所述控制器与所述温湿度传感器和所述电源相连，所述控制器用于根据所述温湿度传感器检测的温度和湿度控制所述电源的开关。

9.一种风力发电机组，其特征在于，包括塔筒和如权利要求1-8中任一项所述的风力发电叶片组件，所述风力发电叶片组件设在所述塔筒的顶部，所述转动轴与所述塔筒可转动地相连，所述叶片本体和所述检控模组的检测端均位于所述塔筒外，所述供电模组和所述检控模组的控制端均位于所述塔筒内。

10.根据权利要求9所述的风力发电机组，其特征在于，所述转动轴经皮带与所述塔筒内的发电机的机械输入端相连，所述转动轴与所述塔筒的连接处设有旋转密封件。

技术总结本发明公开了一种风力发电叶片组件和风力发电机组，所述风力发电叶片组件包括叶片本体、转动轴、供电模组和检控模组，叶片本体的外表面包覆有记忆金属网和疏水蒙皮，记忆金属网位于疏水蒙皮和叶片本体之间，叶片本体与转动轴相连，供电模组与记忆金属网相连，供电模组用于向记忆金属网通入电流脉冲，检控模组与供电模组相连，检控模组用于检测环境的温度和湿度以调控供电模组与记忆金属网之间的通断。本发明通过检控模组检测到环境的温度和湿度达到结冰条件时，控制供电模组向记忆金属网通入电流脉冲，以使记忆金属网产生周期性的形变或振动，配合疏水蒙皮，将附着在疏水蒙皮表面的小液滴或冰晶振动去除，从而主动防止叶片本体覆冰的问题。技术研发人员：南江,程帅,刘诚威,张世明,汪俊波,刘瞻,吕尚霖,王家驹,侯中峰受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9