專利名稱：一種風力發(fā)電機及其葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機，尤其涉及一種啟動風速低的風力發(fā)電機及其葉片。
背景技術(shù)：
風力發(fā)電機的葉片的設(shè)計理論有許多，如貝茲理論、渦流理論、葉素理論、動量理論等等，這些理論為風力發(fā)電機葉片設(shè)計和整機設(shè)計提供了極大的幫助。源于貝茲理論的簡化風車模型，是按照其理論上的最佳運行條件，不考慮葉片渦流的分布和影響，故其與實際運用有較大的差距；后期Schmits和Glauert充分考慮了風輪的中心渦、邊界渦和葉尖的渦流等周向渦流和風輪后的渦流，產(chǎn)生了基于渦流和葉素理論的Schmits和Glauert設(shè)計模型,更進一步完善了葉片的設(shè)計理論；Wilson以Glauert設(shè)計模型為基礎(chǔ)，進一步研究了葉片的尖部損失、升阻比對葉片最佳性能的影響和風輪在非設(shè)計工況下的性能，提出了 Wilson的設(shè)計模型。除此以外，還有許多其他的空氣動力學 專家也研究了更多的相關(guān)理論，目前業(yè)界在風力發(fā)電機葉片設(shè)計中使用最多的設(shè)計方法是Schmits 和 Glauert 模型。以上各種葉片設(shè)計模型都是從葉片如何在額定風速下發(fā)揮最佳效率出發(fā)，設(shè)定葉片在標準旋轉(zhuǎn)過程狀態(tài)下作出的分析和推論，都沒有考慮到啟動風速等因素，使得目前市場上依照該類模型設(shè)計的葉片啟動風速都較高，不易把握。在實際應(yīng)用中，葉片在靜止狀態(tài)下與運動狀態(tài)下，其設(shè)計的外部條件有很大的不同，使得設(shè)計的葉片存在啟動風速高、效率低等問題。在設(shè)計葉片的弦長及安裝角時主要考慮了啟動風速的要求，對于額定風速、葉尖速比和葉片數(shù)的因子影響沒有足夠考慮，隨著所確定額定風速數(shù)值的提高，欲得到較低的啟動風速，必須加大修正系數(shù)的數(shù)值；葉尖速比的大小對于葉片設(shè)計有著重大的影響，除雷諾數(shù)選擇有著關(guān)聯(lián)外，要在高的尖速比下獲得較低的啟動風速，相關(guān)參數(shù)也應(yīng)該發(fā)生較大的調(diào)整，葉片數(shù)量與風輪的實度比有著直接的關(guān)系，一般葉片數(shù)量較多的，實度比較大，隨著實度比的取值大小，葉片的修正系數(shù)會比較小些。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在高的葉尖速下獲得較低的啟動風速的風力發(fā)電機及其葉片。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種風力發(fā)電機的葉片，所述葉片包括一端用于安裝的根部和另一端的葉尖，所述葉片鄰近根部的安裝角較葉尖大，并且所述葉片的弦長在鄰近根部區(qū)域非線性加速增加，所述葉片的弦長和安裝角通過Schmits或Glauert計算模型修正而得；Crs = Kcs*Cr ；Θ rs = Κθ3* Θ r ；所述C,s為修正弦長，Kcs為弦長修正系數(shù)，Cr為Schmits或Glauert計算模型弦長，為修正安裝角，Kes為安裝角修正系數(shù)，為Schmits或Glauert計算模型弦長；
其中，Kcs = Kcrs —當 Kcrs 大于 I 時；Kcs = I——當 Kcrs 小于 I 時；Kes = Kers ——當 K0rs 大于 I 時；
權(quán)利要求
1.一種風力發(fā)電機的葉片，其特征在于，所述葉片包括一端用于安裝的根部和另一端的葉尖，所述葉片鄰近根部的安裝角較葉尖大，并且所述葉片的弦長在鄰近根部區(qū)域非線性加速增加，所述葉片的弦長和安裝角通過Schmits或Glauert計算模型修正而得；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風力發(fā)電機的葉片，其特征在于，所述Vs值的范圍為1.2 3.2米/秒，所述Va值的范圍為8 12米/秒，所述\的取值范圍為5 8，所述B的取值范圍為2 6。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電機的葉片，其特征在于，所述葉片的長度比標準理論計算方法增加3% -15%,并且與啟動風速成反比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風力發(fā)電機的葉片，其特征在于，所述葉片的葉尖處設(shè)有連接圓滑的小翼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風力發(fā)電機的葉片，其特征在于，所述小翼為對稱翼型結(jié)構(gòu)，長度為葉片設(shè)計長度的5% -10%，所述小翼從迎風面向后傾斜，傾斜角度為15度-60度，所述小翼沿著葉輪旋轉(zhuǎn)平面順風向向后傾斜，傾斜角度為8度-30度，小翼與所述葉尖的連接半徑為小翼長度的1/4。
6.一種風力發(fā)電機，包括葉片，其特征在于，所述葉片包括一端用于安裝的根部和另一端的葉尖，所述葉片鄰近根部的安裝角較葉尖大，并且所述葉片的弦長在鄰近根部區(qū)域非線性加速增加，所述葉片的弦長和安裝角通過Schmits或Glauert計算模型修正而得；Crs = Kcs*Cr ； 、 0 rs = Kes* 0 r ; 所述Cre為修正弦長，Kes為弦長修正系數(shù)，(；為Schmits或Glauert計算模型弦長，9 rs為修正安裝角，Kes為安裝角修正系數(shù)，0 r為Schmits或Glauert計算模型弦長； 其中， Kcs = Kcrs —當 Kras 大于 I 時； Kcs = I—當Kras小于I時； K0s = Kers ——當Kers大于I時； Kes=I——當Kere小于I時；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風力發(fā)電機，其特征在于，所述Vs值的范圍為I. 2 3. 2米/秒，所述Va值的范圍為8 12米/秒，所述\的取值范圍為5 8，所述B的取值范圍為2 6。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風力發(fā)電機及其葉片，所述葉片包括一端用于安裝的根部和另一端的葉尖，所述葉片鄰近根部的安裝角較大，并且所述葉片的弦長在鄰近根部區(qū)域非線性加速增加，所述葉片的弦長和安裝角通過Schmits或Glauert計算模型修正而得。本發(fā)明在運用得較多的Schmits和Glauert模型的基礎(chǔ)上引入啟動風速等參數(shù)，對原計算模型進行了修正，本發(fā)明充分考慮了額定風速、葉尖速比及葉片數(shù)等相關(guān)參數(shù)因子對于風力發(fā)電機定槳距葉片啟動風速影響，科學推導(dǎo)出一個完整的計算公式，為定槳距風力發(fā)電機葉片設(shè)計提供了一種自由設(shè)定啟動風速的方法，并且相對現(xiàn)有技術(shù)基本不損失或少損失發(fā)電功率，極大地滿足了行業(yè)內(nèi)的需求，對風力發(fā)電機技術(shù)的發(fā)展起了一個較大的作用。
文檔編號F03D11/00GK102705173SQ20121002610
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者徐浩, 朱益紅, 李永泉, 林韌鋒, 韓建景 申請人:深圳市艾飛盛風能科技有限公司