专利名称：可变风轮直径的水平轴风力发电机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机组，特别涉及一种可变风轮直径的水平轴风力发电机组。
背景技术：
风能作为一种清洁的可再生能源，已经成为目前最具开发价值的新型能源。中国风能储量很大、分布面广，有着得天独厚的风资源优势。自2003年以来，我国的风电行业步入快速发展的阶段。目前，风力发电机组的单机功率越来越大，对机组的发电能力要求不断提高。根据公式P = pAV3/2可知，风轮直径增加10%，机组的发电功率将增加21%，可见，增加风轮直径是提高机组发电量的最直接途径。然而简单地将叶片长度延长势必增加叶根弯矩，为固定叶片必须加厚叶根结构，这样势必使叶片的重量大幅度增加，同时带来叶片及机组制造成本的提闻。目前，国内叶片还没有出现通过调整叶片叶尖部分的倾斜角来调整风轮直径的实际应用。其主要原因还是在于未能提出简单易行而又可靠的设计方案。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种可变风轮直径的水平轴风力发电机组， 以解决风电机组在低风速运行中较难提高发电量，以及在较高风速下较难避免风轮叶片叶尖部分的功率损失，提出一种较为合理的可变风轮直径的风电机组方案，以提高机组的发电量。为解决存在的技术问题，本实用新型采用的技术方案为可变风轮直径的水平轴风力发电机组，包括塔筒、主机、风轮叶片、轮毂，还包括安装在风轮叶片尖部的可调倾角的叶尖小翼，通过调整叶尖小翼的倾角来调整叶片长度。叶尖小翼与风轮叶片之间的安装方式之一是叶尖小翼采用柔性材料，叶尖小翼下端插入风轮叶片的叶尖内部，并使用胶粘剂与风轮叶片粘接的。叶尖小翼与风轮叶片之间的另一种安装方式是叶尖小翼与风轮叶片的叶尖采用转轴连接，并通过伺服电动机或者液压装置等带动叶尖小翼绕转轴的旋转。
图I为本实用新型可变风轮直径的水平轴风力发电机组示意图。图中，I为塔筒， 2为主机,3为风轮叶片,4为叶尖小翼,5为轮毂。图2为本实用新型可变风轮直径的水平轴风力发电机组中安装叶尖小翼的风轮叶片不意图。图3为本实用新型可变风轮直径的水平轴风力发电机组风轮直径变化示意图。图中，叶尖小翼的倾角β为小翼与叶片翼型截面之间的夹角。[0012]图4为本实用新型可变风轮直径的水平轴风力发电机组中叶尖小翼的倾角随风速变化的调整情况图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述请参阅图I所示，塔筒I下端固定于地面，上端与主机2连接。主机2内部布置控制器和发电机等，通过钢制轴与轮毂5连接，轮毂5上安装风轮叶片3，用于将风能转化为机械能，叶尖小翼4安装于叶片尖部。在风电机组的每个风轮叶片3的尖部安装叶尖小翼4， 可将叶尖小翼4下端插入风轮叶片3的叶尖内部，并使用胶粘剂与风轮叶片3主体粘接，安装叶尖小翼4后，风轮叶片3的外形图请参阅图2。叶尖小翼4的倾角可调，其运动形式可以是绕转轴的旋转或者柔性材料的弯曲， 其动力可以由电动机或者液压装置等提供。在达到风轮的起动风速时，风轮通过轮毂5带动主机2内的发电机工作，此时增大叶尖小翼4的倾角，使叶尖小翼4成为叶片的自然延伸体，请参阅图3所示，叶尖小翼4由A位置调整至B位置，增大了风轮直径，能够直接提高机组的发电量。随着风速的增大，通过控制系统减小叶尖小翼4的倾角。这样可以减小叶片根部的弯矩，避免叶片在高风速时遭到破坏，同时利用叶尖小翼4的气动性能增大机组的发电量。可根据叶片的实际设计情况作两次或者更多次减小叶尖小翼4的倾角调整。当风速增大至机组的额定风速时,将叶尖小翼4再调整回A位置。此时由于叶尖小翼4倾角为正值，风轮直径比不安装叶尖小翼4时有所增大，同时叶尖小翼4上的气流对叶片尖部的气流有一定的调节作用，减小了叶尖涡的强度，所以能够有效地提高叶片气动效率，增大机组的发电量。叶尖小翼4倾角调整情况与当地风速的对应关系示意图请参阅图4。在此说明书中，提出了本实用新型可变风轮直径的水平轴风力发电机组的工作原理和设计方案，但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种可变风轮直径的水平轴风力发电机组，包括塔筒(I)、主机(2)、风轮叶片(3)、 轮毂(5)，其特征在于还包括安装在风轮叶片(3)尖部的可调倾角的叶尖小翼(4)，通过调整叶尖小翼(4)的倾角来调整叶片长度。
2.根据权利要求I所述的可变风轮直径的水平轴风力发电机组，其特征在于所述叶尖小翼(4)采用柔性材料，叶尖小翼(4)下端插入风轮叶片(3)的叶尖内部，并使用胶粘剂与风轮叶片(3)粘接的。
3.根据权利要求I所述的可变风轮直径的水平轴风力发电机组，其特征在于所述叶尖小翼(4)与风轮叶片(3)的叶尖采用转轴连接，并通过伺服电动机或者液压装置等带动叶尖小翼(4)绕转轴的旋转。
专利摘要本实用新型涉及一种可变风轮直径的水平轴风力发电机组。可变风轮直径的水平轴风力发电机组，包括塔筒、主机、风轮叶片、轮毂，还包括安装在风轮叶片尖部的可调倾角的叶尖小翼，可以通过绕转轴的旋转或者柔性材料的弯曲，调整叶尖小翼的倾角来调整叶片长度。本实用新型解决了风电机组在低风速运行中较难提高发电量，以及在较高风速下较难避免风轮叶片叶尖部分的功率损失，提出一种较为合理的可变风轮直径的风电机组方案，以提高机组的发电量。
文档编号F03D1/06GK202348555SQ20112054497
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者李宝利 申请人:内蒙古航天亿久科技发展有限责任公司