本發(fā)明涉及風力發(fā)電的，尤其是指一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元、裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、風力發(fā)電機組在吊裝期間或停機掉電狀態(tài)下，機組處于斷電狀態(tài)，無法對其采取偏航與變槳控制，部分工況下，空氣流經(jīng)葉片時，會出現(xiàn)旋渦。當脫渦頻率與葉片固有頻率相近時，葉片產(chǎn)生共振，導致葉片損傷，影響葉片的使用壽命。

2、現(xiàn)有的防渦激振動方法通常有以下兩種：1、在風力發(fā)電機組上安裝備用電源為風力機供電(通常為柴油發(fā)電機)，進行偏航對風或變槳，從而改變?nèi)~片表面的流動狀態(tài)。這種方法設(shè)備成本較高，機組斷電后，需要人工啟動柴油發(fā)電機，多臺機組斷電時，不能及時響應(yīng)，工作量較大。2、通過安裝擾流條和防振網(wǎng)套，改變?nèi)~片表面的流動情況，該方法通常用于葉片吊裝期間，將擾流條和防震網(wǎng)套安裝在葉片上，安裝完成后，和葉片一起吊裝，并網(wǎng)運行前進行拆除。停機掉電時，需要采用吊籃或其它方式進行安裝，安裝較為困難，施工周期長。

3、因此，亟需一種高效、響應(yīng)快、適用性強的風力發(fā)電機組渦激振動抑制裝置和方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元，可以通過渦流發(fā)生器和射流，整合葉片表面流場，改變?nèi)~片表面的流動狀態(tài)，從而有效抑制葉片振動。

2、本發(fā)明的第二目的在于提供一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制裝置。

3、本發(fā)明的第三目的在于提供一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制方法。

4、本發(fā)明的第一目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元，包括合成射流激勵器、連接管和抑振附件，所述合成射流激勵器置于葉片殼體內(nèi)腔，所述抑振附件粘貼在葉片殼體吸力面，所述抑振附件的內(nèi)部形成有空腔，其下表面設(shè)有進氣孔，其上表面設(shè)有至少一個整流單元，所述整流單元由相互配合的出氣孔和渦流發(fā)生器組成，所述進氣孔和出氣孔分別與空腔連通，所述連接管的一端連接合成射流激勵器，其另一端穿過葉片殼體吸力面與抑制附件的進氣孔連接。

5、優(yōu)選的，所述整流單元由一組出氣孔和兩個渦流發(fā)生器組成，該組出氣孔位于兩個渦流發(fā)生器之間。

6、優(yōu)選的，兩個渦流發(fā)生器呈鏡像對稱。

7、優(yōu)選的，兩個渦流發(fā)生器之間的出氣孔呈三角形排列。

8、優(yōu)選的，所述整流單元沿抑振附件的長度方向間隔分布。

9、本發(fā)明的第二目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制裝置，包括微型風力發(fā)電機、升降機構(gòu)、斷電監(jiān)測裝置、蓄電池和上述的抑制單元，所述微型風力發(fā)電機與升降機構(gòu)相連接，通過所述升降機構(gòu)驅(qū)動微型風力發(fā)電機進行上下升降，所述斷電監(jiān)測裝置通過電氣線路分別與升降機構(gòu)、蓄電池和風力發(fā)電機組相連接，所述蓄電池通過電氣線路分別與微型風力發(fā)電機和風力發(fā)電機組相連接，所述抑制單元通過連接線路與微型風力發(fā)電機相連接。

10、優(yōu)選的，所述微型風力發(fā)電機安裝在風力發(fā)電機組的機艙頂部。

11、優(yōu)選的，所述微型風力發(fā)電機與機升降機構(gòu)通過機械機構(gòu)相連接。

12、優(yōu)選的，所述微型風力發(fā)電機為帶有尾舵的水平軸風力發(fā)電機或為垂直軸風力發(fā)電機。

13、優(yōu)選的，所述風力發(fā)電機組的每支葉片上均安裝有抑振單元。

14、優(yōu)選的，所述抑制單元安裝在葉片殼體吸力面，安裝范圍為葉片展向70-90％的區(qū)域。

15、優(yōu)選的，每支葉片上可以安裝有多個抑振單元。

16、本發(fā)明的第三目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制方法，利用上述的抑制裝置實現(xiàn)風力發(fā)電機組葉片渦激振動的有效抑制，具體實施過程如下：

17、首先，所述斷電監(jiān)測裝置監(jiān)測風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)，當機組停機斷電時，通過所述升降機構(gòu)升起微型風力發(fā)電機，然后所述微型風力發(fā)電機開始工作，為抑振單元提供電能，所述抑制單元通過射流和渦流發(fā)生器改善葉片表面的流動狀態(tài)，從而抑制葉片的振動，當風力發(fā)電機組恢復上電后，關(guān)閉抑振單元，收起微型風力發(fā)電機。

18、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果：

19、1、本發(fā)明通過安裝斷電監(jiān)測裝置，可以監(jiān)控風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)，機組停機斷電時，無需人工參與，可以及時響應(yīng)，降低葉片渦激振動的風險。

20、2、本發(fā)明通過在機艙頂部安裝微型風力發(fā)電機和蓄電池，為抑振單元提供電能，可以保證抑制單元持續(xù)穩(wěn)定地運行。

21、3、本發(fā)明通過貼附在葉片表面的抑振單元，改善葉片表面的流動狀態(tài)，可以有效地抑制葉片的振動，且葉片正常運行時，無需拆除，簡單高效，有效地節(jié)約了拆除時間和人工成本。

22、4、出氣孔設(shè)計呈三角形排列，使得氣流從前緣流過時，不相互影響。

23、5、整流單元的兩個渦流發(fā)生器設(shè)計呈鏡像對稱，有助于確保流場在多個方向上的均勻性，減少流動阻力。

24、6、整流單元由一組出氣孔和兩個對稱渦流發(fā)生器組成，這樣設(shè)計使得葉片在振動時，渦流發(fā)生器和出氣孔相互配合可更好地改變?nèi)~片表面的流動狀態(tài)，從而抑制葉片的渦激振動。

技術(shù)特征：

1.一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元，其特征在于，包括合成射流激勵器(61)、連接管(62)和抑振附件(63)，所述合成射流激勵器(61)置于葉片殼體內(nèi)腔，所述抑振附件(63)粘貼在葉片殼體吸力面，所述抑振附件(63)的內(nèi)部形成有空腔(631)，其下表面設(shè)有進氣孔(632)，其上表面設(shè)有至少一個整流單元，所述整流單元由相互配合的出氣孔(633)和渦流發(fā)生器(634)組成，所述進氣孔(632)和出氣孔(633)分別與空腔(631)連通，所述連接管(62)的一端連接合成射流激勵器(61)，其另一端穿過葉片殼體吸力面與抑制附件(63)的進氣孔(632)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元，其特征在于，所述整流單元由一組出氣孔(633)和兩個渦流發(fā)生器(634)組成，該組出氣孔(633)位于兩個渦流發(fā)生器(634)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元，其特征在于，兩個渦流發(fā)生器(634)呈鏡像對稱。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元，其特征在于，兩個渦流發(fā)生器(634)之間的出氣孔(633)呈三角形排列。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元，其特征在于，所述整流單元沿抑振附件的長度方向間隔分布。

6.一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制裝置，其特征在于，包括微型風力發(fā)電機(1)、升降機構(gòu)(2)、斷電監(jiān)測裝置(3)、蓄電池(4)和權(quán)利要求1至5任一項所述的抑制單元，所述微型風力發(fā)電機(1)與升降機構(gòu)(2)相連接，通過所述升降機構(gòu)(2)驅(qū)動微型風力發(fā)電機(1)進行上下升降，所述斷電監(jiān)測裝置(3)通過電氣線路分別與升降機構(gòu)(2)、蓄電池(4)和風力發(fā)電機組(7)相連接，所述蓄電池(4)通過電氣線路分別與微型風力發(fā)電機(1)和風力發(fā)電機組(7)相連接，所述抑制單元通過連接線路(5)與微型風力發(fā)電機(1)相連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制裝置，其特征在于，所述微型風力發(fā)電機(1)安裝在風力發(fā)電機組(7)的機艙頂部，其與機升降機構(gòu)(2)通過機械機構(gòu)相連接；所述微型風力發(fā)電機(1)為帶有尾舵的水平軸風力發(fā)電機或為垂直軸風力發(fā)電機。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制裝置，其特征在于，所述風力發(fā)電機組(7)的每支葉片上均安裝有抑振單元，所述抑制單元安裝在葉片殼體吸力面，安裝范圍為葉片展向70-90％的區(qū)域。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制裝置，其特征在于，每支葉片上安裝有多個抑振單元。

10.一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制方法，其特征在于，利用權(quán)利要求6至9任一項所述的抑制裝置實現(xiàn)風力發(fā)電機組葉片渦激振動的有效抑制，具體實施過程如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種風力發(fā)電機組葉片渦激振動抑制單元、裝置及方法，該抑制單元包括合成射流激勵器、連接管和抑振附件，所述合成射流激勵器置于葉片殼體內(nèi)腔，所述抑振附件粘貼在葉片殼體吸力面，所述抑振附件的內(nèi)部形成有空腔，其下表面設(shè)有進氣孔，其上表面設(shè)有至少一個整流單元，所述整流單元由相互配合的出氣孔和渦流發(fā)生器組成，所述進氣孔和出氣孔分別與空腔連通，所述連接管的一端連接合成射流激勵器，其另一端穿過葉片殼體吸力面與抑制附件的進氣孔連接。本發(fā)明通過貼附在葉片表面的抑振單元，改善葉片表面的流動狀態(tài)，可以有效地抑制葉片的振動，且葉片正常運行時，無需拆除，簡單高效，有效地節(jié)約了拆除時間和人工成本。

技術(shù)研發(fā)人員：李鵬程,黃軒晴,王效禹,顧能偉,王文斌
受保護的技術(shù)使用者：廣東明陽新能源材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19