风力发电机的翼型叶片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风电技术领域，特别涉及一种风力发电机的翼型叶片。
【背景技术】
[0002]叶片是风力发电机的重要部件，叶片载荷的大小直接影响风机和叶片的成本，因此降低叶片载荷对风力发电机是非常必要的。
[0003]目前，我国风电比重呈逐年上升趋势，单台风机的功率也越来越大，而叶片所导致的机组载荷成为制约风机发展的首要因素，因此采用新形式叶片，在不降低叶片气动性能的情况下大幅降低载荷，这样可以间接降低风力发电机组其他部件的载荷，从而降低整机成本，降低设计难度，提高风机安全性。
[0004]目前市场上对于大功率长叶片的降载设计主要依靠减小叶片弦长，叶片减小弦长后会改变叶片运转的尖速比，从而降低了低空气密度或者大湍流强度等特殊环境风场叶片的发电量，这种做法在一定程度上违反了加长叶片提高发电量的初衷。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种设计合理、结构简单，能够大幅度降低载荷的风力发电机的翼型叶片。
[0006]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]一种风力发电机的翼型叶片，该翼型叶片通过桨矩轴连接在风力发电机的轮毂上，所述桨矩轴的轴线方向与所述翼型叶片的长度方向平行，在所述叶片的尾缘处设置有配重体，所述配重体沿着所述叶片的长度方向延伸设置。
[0008]较优地，所述配重体设置在叶片的最大弦长处到叶尖的范围内。
[0009]较优地，所述配重体为固定在所述尾缘上的金属片。
[0010]较优地，所述金属片的平面与所述桨矩轴的轴线垂直。
[0011]较优地，所述金属片的数量为至少两个，并沿叶片的长度方向间隔排布。
[0012]较优地，在所述尾缘外表面设置有蒙皮；
[0013]所述配重体为固定于所述尾缘上的第一金属棒；
[0014]所述第一金属棒设置在所述蒙皮内或者设置在所述蒙皮表面。
[0015]较优地，所述第一金属棒通过的一端或侧壁与所述尾缘表面贴合，所述第一金属棒的轴线与所述桨矩轴的轴线垂直。
[0016]较优地，所述尾缘设置容纳空间；
[0017]所述配重体设置在所述容纳空间内。
[0018]较优地，所述配重体为液体和/或颗粒状和/或粉末状物体。
[0019]较优地，所述配重体为第二金属棒；
[0020]所述第二金属棒固定在所述容纳空间内，其轴线与所述桨矩轴的轴线垂直。
[0021]本实用新型的有益效果是:
[0022]采用将配重体设置在尾缘处，增大了尾缘处的重量，使重靠近尾缘处，使得本实用新型具有如下优点:设计合理，结构简单，能够在保持叶片具有最优的气动外形的前提下有效降低叶片载荷。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的风力发电机的翼型叶片的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型的风力发电机的翼型叶片实施例一的翼型截面示意图；
[0025]图3为翼型攻角示意图；
[0026]图4为金属片安装的示意图；
[0027]图5为本实用新型的风力发电机的翼型叶片实施例二的结构示意图；
[0028]图6为本实用新型的风力发电机的翼型叶片实施例三的结构示意图；
[0029]图7为第二金属棒安装示意图；
[0030]其中:1-翼型截面；2-尾缘；3_配重体；4_金属片；5-蒙皮；6-第一金属棒；7-容纳空间；8_流体；9-第二金属棒；10-最大弦长处；11-叶尖；0_剪切中心；G-翼型中心；F-风向；a-翼型攻角。
【具体实施方式】
[0031]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型的翼型叶片进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0032]为了便于对本实用新型实施例的了解，首先对翼型叶片的设计原理进行简单说明。
[0033]翼型叶片结构设计时主要考虑翼型叶片挥舞和摆振方向的载荷，风机整机的载荷也主要是因这两个方向载荷而承受叶片扭转载荷。翼型叶片在围绕轮毂中心旋转时，由于风剪切的作用，翼型叶片在轮毂上方时受到的风力较大，因此，翼型叶片的极限载荷都是在轮毂上方产生的，翼型叶片在轮毂上方的变形也大，疲劳载荷也是翼型叶片在轮毂上方的较大载荷和轮毂下方较小载荷交替变化而产生的，如果能够有效控制翼型叶片旋转到轮毂上方时的载荷，就能有针对性的降低翼型叶片的极限载荷和疲劳载荷。
[0034]实施例一
[0035]如图1、2、3所示，一种风力发电机的翼型叶片，该翼型叶片通过桨矩轴(未示出)连接在风力发电机的轮毂(未示出)上，桨矩轴的轴线方向与翼型叶片的长度方向平行，即桨矩轴的轴线与该翼型叶片的翼型截面I垂直，在该翼型叶片的尾缘2处设置有配重体3，配重体3沿着该翼型叶片的长度方向延伸设置，用于增大尾缘2处的重量，进而使翼型叶片的翼型重心G靠近尾缘2处。其中尾缘2为垂直于翼型截面I的一条边，在图2中可以将其视为翼型截面I一端的端点。
[0036]翼型叶片在旋转过程中，随着翼型叶片旋转到轮毂(未示出)上方和下方的交替变化，翼型叶片在挥舞方向的变形的大小也在不断变化，这里所说的翼型叶片在挥舞方向的变形是指:翼型叶片在挥舞时，承受风力的作用会发生自身的弯曲变形，这种变形能够带动叶片做自身的扭转，并且变形越大，扭转程度越大，其中扭转是指翼型叶片的尾缘2以图2中的剪切中心O向风力作用方向扭转，从叶片的截面上看，翼型叶片以图2中的剪切中心O为转动中心出现的自身扭转变形；从整个叶片来看，所有叶片截面上的剪切中心O点沿着叶片的长度方向构成了一条线，这条线与桨矩轴的方向大致相同，这个叶片将以这条线为转轴发生自身扭转变形。翼型叶片在挥舞过程中的扭转变形，使风向F与翼型叶片之间形成旳翼型攻角a也在发上变化。如果翼型叶片的翼型中心G在剪切中心O的后缘方向(即剪切中心O与尾缘2之间)，翼型叶片的扭转就会朝向翼型攻角a变小的方向扭转，这时翼型叶片的载荷也随着翼型攻角a变小而变小，反之翼型攻角a变大，翼型叶片的载荷也变大。这种变化的大小是由翼型重心G与剪切中心O之间的距离决定的，即翼型重心G与剪切中心O之间的距离越大，翼型叶片以剪切中心O为轴出现的自身扭转变形也越大，这时能够使翼型攻角a的值变得更小。
[0037]通过在尾缘2处设置配重体3，从而使尾缘2处的重量变得更大，能够在保持剪切中心O位置不变的情况下使翼型重心G更加靠近尾缘2，保证了翼型重心G处于剪切中心O与尾缘2之间，在翼型叶片运转时，翼型叶片运转至轮毂上方，因风速梯度的影响，风速加快，翼型叶片向风向弯曲时会自然增减扭曲(因尾缘2重量增大，扭曲效果更为明显)，所以翼型攻角变a小，载荷降低。并且随着配重体3重量的变大，使翼型重心G和剪切中心O之间的距离变得更大。根据计算得出翼型重心G移动到50%的位置，翼型叶片的载荷能够减小 10%至 30%o
[0038]由于翼型叶片所承受的载荷而产生自身扭转主要是在翼型叶片的最大弦长处10到叶尖11的范围内，因此配重体3可设置在翼型叶片的最大弦长处10到叶尖11的