夹角为β，β= 120°，在支撑臂6的两端设有铰接孔。
[0023]如图3所示，所述的三个轮毂悬臂3长度为2m，三个轮毂悬臂3按α= 120°角度等距分布在轮毂I三个方向。
[0024]所述的液压缸8采用伸缩式液压缸。
[0025]所述的一种大型风力发电机组叶片铰接机构的功率调节方法为:当液压缸8伸缩时，将支撑臂6顶起或拉回，驱动桨叶9绕第二销轴4转动一定角度，实现叶片10绕轮毂悬臂3顶端旋转不同角度的控制，直观上形成桨叶9绕根部的弯折，称为桨叶弯折，三套液压缸8同时动作，即可实现风力机叶片沿轮毂悬臂3顶点旋转相同的角度，形成桨叶弯折控制，使风轮扫风面积伸展或收缩，风轮扫风面积改变以后，风力机捕获风能的能力随之改变，从而达到调节风力机功率。
[0026]本实施例中，参照图3，轮毂悬臂3距离旋转中心的高度H= 2.5m，桨叶9叶尖至桨叶9根部铰接点的长度为28m，当桨叶9完全展开时，叶片1的轴线11与所在轮毂悬臂3的轴线5重合，此时风轮回转半径Ri = 30.5m，扫风面积达到最大2921m2，其中，由于轮毂I回转半径内不吸收风能，为无效扫风面积，无效扫风面积19.6m2，占总扫风面积的0.67%，说明由于轮毂I直径的增大导致的无效扫风面积的增加很小，对风力机捕获风能的影响不大。
[0027]如图4所示，当铰接机构动作，带动桨叶9沿轮毂悬臂3顶端的铰接点旋转δ角度，当δ = 90°时，风力机风轮扫风直径收缩至R2 = 28.1m，扫风面积为2481.4m2，扫风面积比桨叶9完全展开时减小了 15%，说明该风力发电机组叶片铰接机构对风轮捕获风能的能力具有良好的调节作用。
[0028]如图5所示，图5是本实施例风力发电机组的功率曲线图，其中实线曲线由a、b两段组成，是风力发电机组在各风速下的最大功率曲线，短划线曲线c为最小功率曲线，两线之间的区域d为风力发电机组在对应风速下可供调节的功率范围，实现大型风力发电机组的功率调节，在风力机启动时，通过液压缸8控制，调整叶片1轴线11与叶片1所在轮毂悬臂3的轴线5重合，以使风力机启动力矩最大，风力发电机组运行点在图5中a段的起点；在风速较小和需要增加风力机功率的时候，液压缸8收缩，拉拽桨叶9底部支撑臂6，使叶片10相对于轮毂悬臂3的旋转角度δ减小，即减小桨叶弯折角度，当叶片10轴线11与轮毂悬臂3的轴线5重合时，风力机达到最大出力，风力发电机组运行点在图5中的a段；当风速达到满发风速以后，通过伸长液压缸8，顶起桨叶9底部支撑臂6，使叶片10相对于轮毂悬臂3的旋转角度δ增大，这时风轮扫风面积随之减小，可以保证在风速达到风力机满发风速以上的时候，使风力机捕获的风能稳定在满发功率而不过载，风力发电机组运行点在图5中的b段；当电网需求减小时，通过伸长液压缸8，顶起桨叶9底部支撑臂6，使桨叶9相对于轮毂悬臂3的旋转角度S增大，这时风轮扫风面积随之减小，降低风力机捕获的风能，从而使风力发电机组发电功率降低，风力发电机组运行点在图5中的d区域;在风速超过切出风速以后，风力机停机，液压缸8伸长至行程极点，推动支撑臂6动作，桨叶9绕轮毂悬臂3顶端第二销轴4旋转，使叶片10轴线11与轮毂悬臂3的轴线5夹角δ达到最大值，风轮扫风面积收缩至最小，风力机偏航至使风力机风轮所在平面与风向平行方向。
【主权项】
1.一种大型风力发电机组叶片铰接机构，包括轮毂(I)，其特征在于:轮毂(I)沿周向均布有三个以上的轮毂悬臂(3)，每个轮毂悬臂(3)顶端和根部各有一个铰接孔，轮毂悬臂(3)根部与轮毂(I)刚性连接在一起，轮毂悬臂(3)的顶端通过第二销轴(4)和桨叶(9)的支撑臂(6)的顶端铰接孔铰接，支撑臂(6)底端铰接孔与液压缸(8)顶端通过第三销轴(7)铰接，液压缸(8)底端与轮毂悬臂(3)根部铰接孔通过第一销轴(2)铰接，液压缸(8)、轮毂悬臂(3)和支撑臂(6)构成一个三角形连接。2.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机组叶片铰接机构，其特征在于:所述的桨叶(9)由叶片(1)和支撑臂(6)组成，叶片(10)和支撑臂(6)刚性的连接在一起，在支撑臂(6)的两端设有铰接孔。3.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机组叶片铰接机构，其特征在于:所述的液压缸(8)采用伸缩式液压缸。4.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机组叶片铰接机构的功率调节方法为，其特征在于:当液压缸(8)伸缩时，将支撑臂(6)顶起或拉回，驱动桨叶(9)绕第二销轴(4)转动一定角度，实现叶片(10)绕轮毂悬臂(3)顶端旋转不同角度的控制，直观上形成桨叶(9)绕根部的弯折，称为桨叶弯折，所有液压缸(8)同时动作，即可实现风力机叶片沿轮毂悬臂(3)顶点旋转相同的角度，形成桨叶弯折控制，使风轮扫风面积伸展或收缩，风轮扫风面积改变以后，风力机捕获风能的能力随之改变，从而达到调节风力机功率。
【专利摘要】一种大型风力发电机组叶片铰接机构，包括轮毂，轮毂沿周向均布有三个以上的轮毂悬臂，轮毂悬臂根部与轮毂刚性连接在一起，轮毂悬臂的顶端通过第二销轴和桨叶的支撑臂的顶端铰接孔铰接，支撑臂底端铰接孔与液压缸顶端通过第三销轴铰接，液压缸底端与轮毂悬臂根部铰接孔通过第一销轴铰接，液压缸、轮毂悬臂和支撑臂构成一个三角形连接，桨叶由叶片和支撑臂刚性的连接在一起，通过液压缸伸缩调节，可以使叶片绕轮毂悬臂顶端的铰接点旋转一定角度，通过旋转该角度，可以使风力机风轮的扫风面积发生变化，并改变风力机的气动性能，进而调节风力机受力和捕获的风功率。
【IPC分类】F03D7/02, F03D1/06
【公开号】CN105673317
【申请号】CN201610162743
【发明人】陈新明, 闫姝, 史绍平, 王保民, 许世森
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司, 中国华能集团公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月21日