分段叶片的连接装置、风力发电机组叶片及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及连接装置及叶片，尤其涉及分段叶片的连接装置、风力发电机组叶片及其控制方法。
【背景技术】
[0002]风力发电机组的叶片可分为整段式叶片和分段式叶片，其中分段式叶片由两段或两段以上的叶片段依次连接而成。为了捕捉更多风能，风力发电机组的单机容量越来越大，其叶片的长度也越来越长。由于叶片的气动噪声水平与叶尖线速度的5次方成正比，而叶尖线速度与叶片的长度成正比，因此，在风机转速不变的情况下，叶片越长，则叶尖线速度越大，叶片的噪声水平也越大。目前，国内很多风电机组距离居民区非常近，过高的噪声严重影响居民的正常生活、周围生态和环境。不过，由于白天和夜间的环境背景噪声差别很大，所以人们对风力机辐射噪声的接纳水平相差也很大。在国家标准中，夜间噪声的具体数值要求也明显低于白天。
[0003]在实现上述技术方案的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题:
[0004]目前，无论是整段式叶片还是分段式叶片，其叶片的总长度都是不可调的，在同样的转速情况下，叶片的噪声水平是不变的。发明人从“风机的降噪需求在白天和夜间不同”这一点出发，想到若是能够设计出一种长度能够变化的叶片，在白天时使叶片较长，在夜间时使叶片较短，则可以使风机在白天时维持高发电功率，而在夜间时降低或牺牲一些发电功率以降低产生的噪声。整段式叶片无法调节长度，而目前现有的分段式叶片，其叶片段之间的连接部位采用的是“死连接”，一旦装载上风机，在正常工作时，各叶片段之间是相对固定的，叶片长度是固定不变的，因此也不具备改变叶片总长度的能力。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种可用于调节分段式叶片的总长度的分段叶片的连接装置，并相应地提供一种总长度可调的风力发电机组叶片及一种风力发电机组叶片的控制方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种分段叶片的连接装置，其包括长度可调的连接件和与其连接的控制器，在所述连接件的两端均固定连接有法兰板，所述法兰板与叶片段的连接端面相匹配，所述控制器与风机总控系统通信连接。
[0007]优选地，其中所述连接件可以包括液压缸，两块所述法兰板分别固定连接在所述液压缸的两端。
[0008]进一步地，其中所述液压缸可以依次与电磁阀及油箱连通，所述电磁阀依次与所述控制器及所述风机总控系统相连。
[0009]优选地，其中可以在两块所述法兰板上均连接有罩壳，其中一个所述罩壳罩着另一个所述罩壳，所述连接件位于所述罩壳内。
[0010]进一步地，其中更靠近分段叶片的根部的所述罩壳可以罩着更靠近分段叶片的尖部的所述罩壳。
[0011]优选地，其中在两块所述法兰板上可以分别固定有抗弯部件和导向件，所述抗弯部件穿设在所述导向件内并可沿所述导向件滑动。
[0012]进一步地，其中所述抗弯部件可以包括抗弯螺栓，所述导向件包括滑套。
[0013]进一步地，其中所述连接件的个数可以为两个，两个所述连接件分布在所述法兰板的前缘侧和后缘侧，所述抗弯部件的个数为五个，其中两个所述抗弯部件分布在所述法兰板的前缘侧，另外三个所述抗弯部件分布在所述法兰板的后缘侧并围绕位于后缘侧的所述连接件。
[0014]优选地，其中所述连接件完全伸长时的长度可以为3.8m?4.2m，所述连接件完全缩短时的长度为1.8m?2.2m。
[0015]本发明还提供了一种风力发电机组叶片，其包括任一上述的分段叶片的连接装置，在两块所述法兰板上均固定连接有叶片段。
[0016]优选地，其中在所述法兰板上设有法兰孔，在所述法兰孔中穿设有安装螺栓，在所述叶片段内可以埋设有预埋螺套，所述安装螺栓与所述预埋螺套相连。
[0017]本发明还提供了一种风力发电机组叶片的控制方法，对上述风力发电机组叶片进行控制，其包括:在白天使所述连接件伸长；在夜间使所述连接件缩短。
[0018]进一步地，其中，所述在白天使所述连接件伸长可以包括:在白天，当所述风力发电机组叶片的叶尖朝下时，使所述连接件伸长；所述在夜间使所述连接件缩短可以包括:在夜间，当所述风力发电机组叶片的叶尖朝上时，使所述连接件缩短。
[0019]优选地，其中所述在白天使所述连接件伸长可以包括:在白天的预定时间，使所述连接件逐渐伸长至最长；所述在夜间使所述连接件缩短包括:在夜间的预定时间，使所述连接件逐渐缩短至最短。
[0020]本发明提供的上述分段叶片的连接装置及上述风力发电机组叶片的主要有益效果在于，其在连接件的两端固定连接的法兰板用于与分段叶片的叶片段的连接端面相连接，由于连接件的长度可调，因此叶片段之间的连接不再是“死连接”，而是“可活动的连接”，通过调节连接件的长度，可以调节被连接装置连接的两叶片段之间的距离，从而可以调节整个分段叶片的总长度，达到按需要调节叶片噪声的目的。
[0021 ] 本发明提供的上述风力发电机组叶片的控制方法，通过在白天使叶片伸长，在夜间使叶片缩短，可以根据人们噪声接纳水平在不同时间的不同而调节叶片的噪声。
【附图说明】
[0022]图1为本发明实施例的分段叶片的连接装置处于伸长状态时的结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例的分段叶片的连接装置处于收缩状态时的结构示意图；
[0024]图3为本发明实施例的分段叶片的连接装置的横截面剖视示意图；
[0025]图4为本发明实施例的液压油缸的控制系统的示意图；
[0026]图5为本发明实施例的抗弯导向结构在伸长状态时的结构示意图；
[0027]图6为本发明实施例的抗弯导向结构在收缩状态时的结构示意图。
[0028]附图标号说明:
[0029]1-连接件；11-液压缸；111-缸体；112-活塞杆；12_油管；13_电磁阀；14_邮箱；15-电缆；16-控制器；2_法兰板；21-安装螺栓；22_罩壳；3_叶片段；31_根部叶片段；32-尖部叶片段；41_抗弯螺栓；42_滑套。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明实施例的分段叶片的连接装置、风力发电机组叶片及其控制方法进行详细描述。
[0031]如图1和图2所示，其分别为本发明实施例的分段叶片的连接装置处于伸长状态和处于收缩状态时的结构示意图，本实施例的分段叶片的连接装置包括长度可调的连接件I和与其连接的控制器16，在连接件I的两端均固定连接有法兰板2，法兰板2与叶片段3的连接端面相匹配，控制器16与风机总控系统(图中未示出)通信连接。
[0032]本实施例提供的分段叶片的连接装置，其在连接件I的两端固定连接的法兰板2用于与分段叶片的叶片段3的连接端面相连接，当两块法兰板2各自与一段叶片段3相连后，由于连接件I的长度可调，因此叶片段3之间的连接不再是“死连接”，而是“可活动的连接”，通过调节连接件I的长度，可以调节被连接装置连接的两叶片段3之间的距离，从而可以调节整个分段叶片的总长度，达到按需要调节叶片噪声的目的。值得一提的是，分段叶片的各叶片段2之间的连接部分通常采用金属材质的机械部件，将其改装成具备伸缩功能的“活连接”部件，相比改变叶片上其他部位的玻璃钢结构，要更容易一些。
[0033]具体地，如图3所示，其为本发明实施例的分段叶片的连接装置的横截面剖视示意图，法兰板2的外形可以与叶片段3的连接端面的形状相吻合，在法兰板2上可以设置多个法兰孔，法兰板2上的法兰孔中可以穿设安装螺栓21，叶片段3的连接端面内可以埋设多个预埋螺套(图中未示出)，安装螺栓21与叶片段3内埋设的预埋螺套相连，就可以通过一圈或多圈安装螺栓21将法兰板2与叶片段3连接起来。具体地，本实施例中的分段叶片为两段式分段叶片，因此该分段叶片被分为了根部叶片段31和尖部叶片段32，整个分段叶片只采用了一个连接装置进行连接。对于分成更多段数的分段叶片，连接装置的个数可以是多个，即在每两段相邻的叶片段之间均采用一个连接装置。
[0034]连接件I可以采用现有的长度可调的连接件，优选地，如图1所示，本实施例中的连接件I包括液压缸11，两块法兰板2分别固定连接在液压缸11的两端，这里采用液压缸11作为连接件1，其结构简单、工作可靠，易于实现直线往复运动从而实现长度可调，用液压缸11来实现往复运动时，可免去减速装置，且没有传动间隙，运动平稳。优选地，液压缸11的两端可以与法兰板2焊接以实现固定。具体地，本实施例中，液压缸11的缸体111固定连接在与根部叶片段31相连的法兰板2上，液压缸11的活塞杆112固定连接在与尖部叶片段32相连的法兰板2上。除液压缸11以外，连接件I还可以采用其他结构形式，例如采用“杠杆机构”或者采用“齿轮+齿条”的运作方式，起到使叶片长度发生变化的作用。
[0035]很多现有的液压机构采用了液压缸，因此现有技术能够解决如何控制液压缸11的伸缩状态的技术问题，在本实施例中，为了控制液压缸11的伸缩状态，如图4所示，液压缸11 (例如通过油管12)依次与电磁阀13及油箱14连通，电磁阀13 (例如通过电缆15)依次与控制器16及风机总控系统相连，这样可以在风机的总控面板上实现对液压缸11的在线操作控制，风机总控系统将控制指令发送给控制器16，控制器16控制电磁阀13的流量，从而控制液压缸11的伸缩状态。电磁阀13和控制器16组成的控制系统可以为一简易的双控(输入/输出)液压流量电磁阀控制系统。
[0036]为了对连接部位进行保护，参见图1和图2，进一步地，本实施例中，在两块法兰板2上均连接有罩壳22，其中一个罩壳22