风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统与流程

本申请涉及风电，尤其涉及一种风机叶片、一种风机叶片生产方法、一种风力发电机以及一种阻尼器系统。

背景技术：

1、风力发电机的叶片在特定的运行环境下，会发生负阻尼现象，产生自激振动，这种振动有可能导致叶片损坏，对风力发电机设备的安全运行产生影响。由于叶片在挥舞方向的气动阻尼较大，负阻尼现象通常出现在风机叶片的摆振过程中。

2、目前，急需解决风力发电机叶片在摆振方向上的负阻尼问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供了一种风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统，可以有效解决叶片在摆振方向的负阻尼问题，保证叶片的正常运行，提升风力发电机设备的运行安全。

2、为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种风机叶片，所述风机叶片上设置有阻尼器系统；所述阻尼器系统包括在所述风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；

4、所述阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件；

5、所述能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路；

6、所述感性器件与所述磁性器件相对设置，目标元件振动时的方向与所述风机叶片的叶片摆振方向满足预设角度范围；其中，所述目标元件为所述感性器件或所述磁性器件；

7、所述弹性元件与所述目标元件组成目标系统，所述目标系统的固有频率与所述风机叶片的叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的预设范围。

8、第二方面，本申请提供一种应用于所述风机叶片的风机叶片生产方法，所述方法包括：

9、确定风机叶片的叶片振动频率；

10、将阻尼器系统设置在所述风机叶片上；所述阻尼器系统包括在所述风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；所述阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件；所述能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路；

11、确定所述感性器件与所述磁性器件相对设置，目标元件振动时的方向与叶片摆振方向满足预设角度范围；其中，所述目标元件为所述感性器件或所述磁性器件；

12、将所述弹性元件与所述目标元件组成阻尼器系统，调整所述目标系统的固有频率与所述叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的预设范围。

13、第三方面，本申请提供一种风力发电机，所述风力发电机包括本申请提供的风机叶片。

14、第四方面，本申请提供一种阻尼器系统，所述阻尼器系统包括目标方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；

15、所述阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件；

16、所述能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路；

17、所述感性器件与所述磁性器件相对设置；第一目标元件用于与所述弹性元件共同振动时，所述第一目标元件与第二目标元件发生相对运动；当所述第一目标元件为所述感性器件时，所述第二目标元件为所述磁性器件；当所述第一目标元件为所述磁性器件时，所述第二目标元件为所述感性器件。

18、通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：

19、本申请提供了一种风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统，其中，风机叶片上设置有阻尼器系统，阻尼器系统包括在风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或并列间隔设置的多个阻尼器单元。阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件。磁性器件能够产生磁场。其中，能耗电路为耗能器件和感性器件相连接组成的回路。感性器件与磁性器件相对设置。目标元件为感性器件或磁性器件，弹性元件与目标元件组成目标系统。由于目标元件振动时的方向与风机叶片的叶片摆振方向满足预设角度范围，则当目标系统的固有频率与风机叶片的叶片振动频率之差满足预设范围时，目标系统与风机叶片共振。此时，无论目标元件为感性器件还是磁性器件，感性器件和磁性器件之间均会发生相对运动，感性器件切割磁场中的磁感线，使得感性器件产生感应电动势。由于能耗电路是回路，则会在能耗电路中产生感应电流，而能耗电路中有耗能器件，感应电流通过耗能器件产生耗能，这对叶片整体在摆振方向上的振动起到耗能作用，由此，能够增大叶片阻尼，以减小叶片因负阻尼产生振动而损坏叶片的风险，进而提高叶片运行的安全性。

技术特征：

1.一种风机叶片，其特征在于，所述风机叶片上设置有阻尼器系统；所述阻尼器系统包括在所述风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；

2.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述弹性元件的弹性元件刚度系数是可调整的，其用于改变所述目标系统的固有频率，以使所述目标系统的固有频率与所述风机叶片的叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的预设范围。

3.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，

4.根据权利要求1任一项所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器单元还包括安装基座、滑动保持架和滑轨；所述安装基座用于固定在所述风机叶片上；所述滑轨的一端用于连接所述安装基座，另一端穿过所述滑动保持架；所述滑动保持架通过所述弹性元件与所述安装基座连接；

5.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器单元还包括安装基座、滑动保持架和滑轨；所述安装基座用于固定在所述风机叶片上；所述滑轨的一端用于连接所述安装基座，另一端穿过所述滑动保持架；所述滑动保持架通过所述弹性元件与所述安装基座连接；

6.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器单元还包括安装基座、滑动保持架和滑轨；所述安装基座用于固定在所述风机叶片上；所述滑轨的一端用于连接所述安装基座，另一端穿过所述滑动保持架；所述滑动保持架通过所述弹性元件与所述安装基座连接；

7.根据权利要求1所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器单元还包括安装基座、滑动保持架和滑轨；所述安装基座用于固定在所述风机叶片上；所述滑轨的一端用于连接所述安装基座，另一端穿过所述滑动保持架；所述滑动保持架通过所述弹性元件与所述安装基座连接；

8.根据权利要求1-7任一项所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器系统安装在风机叶片蒙皮的内表面、所述风机叶片蒙皮的外表面、风机叶片主梁区域中的一者或多者。

9.根据权利要求1-7任一项所述的风机叶片，其特征在于，所述阻尼器系统安装在所述风机叶片的非振型节点上；所述阻尼器系统到风机叶片尖部的距离根据叶片摆振振型所确定；

10.根据权利要求1-7任一项所述的风机叶片，其特征在于，当所述阻尼器单元中的磁性器件的数量为多个时，多个所述磁性器件并列设置。

11.根据权利要求10所述的风机叶片，其特征在于，所述磁性器件为条形磁铁，所述条形磁铁的磁极包括n极和s极；

12.根据权利要求1-7任一项所述的风机叶片，其特征在于，所述耗能器件为电阻器件；所述电阻器件为可调电阻器件；所述可调电阻器件的电阻值是可调整的，其用于改变所述风机叶片的叶片阻尼。

13.根据权利要求3所述的风机叶片，其特征在于，当所述容性器件的数量为一个时，每个所述阻尼器单元的能耗电路中均接入所述容性器件；

14.根据权利要求3或13所述的风机叶片，其特征在于，所述能耗电路中的感性器件、所述耗能器件和所述容性器件的连接方式为以下一种：

15.一种应用于权利要求1至14中任意一项所述风机叶片的风机叶片生产方法，其特征在于，所述方法包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述调整所述目标系统的固有频率与所述叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的预设范围，包括：

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述阻尼器系统还包括容性器件；所述能耗电路中的所述耗能器件、所述感性器件与所述容性器件之间具有连接通路；

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述调整所述能耗电路的谐振频率与所述叶片振动频率之差满足能使所述目标系统与所述风机叶片共振的所述预设范围，包括：

19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述阻尼器系统安装在所述风机叶片的非振型节点上；所述方法还包括：

20.一种风力发电机，其特征在于，所述风力发电机包括权利要求1至14中任意一项所述的风机叶片。

21.一种阻尼器系统，其特征在于，所述阻尼器系统包括目标方向上设置的一个阻尼器单元或者并列间隔设置的多个阻尼器单元；

技术总结
本申请公开了一种风机叶片、风机叶片生产方法、风力发电机和阻尼器系统，风机叶片上设置有阻尼器系统，其包括在风机叶片的展向方向上设置的一个阻尼器单元或并列间隔设置的多个阻尼器单元。阻尼器单元包括能耗电路、磁性器件与弹性元件。能耗电路为耗能器件和感性器件连接组成的回路。感性器件与磁性器件相对设置。目标元件为感性器件或磁性器件，弹性元件与目标元件组成目标系统。当目标元件的振动方向与叶片摆振方向满足预设角度范围，目标系统的固有频率与风机叶片的叶片振动频率之差满足预设范围时，目标系统与风机叶片共振，感性器件和磁性器件之间发生相对运动，能耗电路中产生感应电流，感应电流通过耗能器件耗能，则增大了叶片阻尼。

技术研发人员：周经纬,翟恩地,滕录葆
受保护的技术使用者：浙江金风科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16