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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109751189A(43)申请公布日2019.05.14(21)申请号201711085507.1(22)申请日2017.11.07(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人田新亮王新茹肖龙飞卢文月彭涛(74)专利代理机构上海旭诚知识产权代理有限公司31220代理人郑立(51)Int.Cl.F03D9/25(2016.01)F03D1/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种风力发电机及其叶片(57)摘要一种风力发电机,其特征在于,包括风轮,其包括叶片和连接件;和机舱,其包括主轴,通过所述连接件与所述叶片连接,和与所述主轴连接的发电机,将所述叶片产生的扭力通过所述主轴转化为电能。当风速超过预定程度时,所述叶片偏转一定的角度,所述叶片的受力面减小,使所述叶片受到的扭力得到调节,从而稳定所述发电机的输出电流在一定范围内。本发明可广泛应用于风载荷较不稳定的海上风场,具有保证电流稳定输出、对发电机组的要求小、降低叶片的疲劳损害、延长风力发电机的服役寿命、降低制造成本等诸多优点。CN109751189ACN109751189A权利要求书1/1页1.一种风力发电机,其特征在于,包括风轮,其包括叶片和连接件;机舱,其包括主轴,通过所述连接件与所述叶片连接,和与所述主轴连接的发电机,将所述叶片带来的扭力通过所述主轴转化为电能,当风速超过预定程度时,所述叶片偏转一定的角度,所述叶片的受力面减小,使所述叶片受到的扭力得到调节。2.如权利要求1所述的风力发电机,其特征在于,所述叶片包括多个叶片段、将多个叶片段分别连接起来的连接材料和将多个叶片段和连接材料连接在一起的叶片轴。3.如权利要求2所述的风力发电机,其特征在于,在风力的作用下,所述叶片内的所述叶片轴偏离轴线发生一定程度的弯曲。4.如权利要求3所述的风力发电机,其特征在于,所述叶片连接轴在风力作用下发生弯曲时,所述多个叶片段随之发生不同程度的偏转。5.如权利要求2所述的风力发电机,其特征在于,所述叶片及叶片轴为连续柔性材料制成,当风速变大,叶片轴弯曲带动各叶片段发生不同程度的偏转,从而使所述叶片所受扭力得到调节。6.一种用于风力发电的叶片,其特征在于,其中当风速超过预定程度时,所述叶片发生一定角度的偏转,所述叶片桨距角减小,使所述叶片受到的扭力得到调节。7.如权利要求6其特征在于,所述叶片包括多个叶片段、将多个叶片段分别连接起来的连接材料和将多个叶片段和连接材料连接在一起的叶片轴。8.如权利要求7所述的风力发电机,其特征在于,在风力的作用下,所述叶片轴在轴线方向上发生一定程度的弯曲。9.如权利要求8所述的风力发电机,其特征在于,所述叶片轴发生弯曲时,所述多个叶片段的偏转角度不同。10.如权利要求6所述的风力发电机,其特征在于,所述叶片为连续柔性材料制成,当风速变大,叶片发生弯曲和角度偏转,从而使所述叶片输出的扭力得到调节。2CN109751189A说明书1/5页一种风力发电机及其叶片技术领域[0001]本发明涉及机械工程风力发电机领域,具体是一种可广泛应用于现有电机的风力发电机的叶片改进,尤其适用于安装在风载荷较不稳定的海上风场。背景技术[0002]风力发电机的工作原理是,风轮在风力的作用下旋转,将风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在与风轮连接的轴的带动下旋转发电。[0003]风力发电机一般由风轮,包括叶片和与轴连接的轮毂;机舱,内有低速轴、齿轮箱、高速轴和发电机。转子叶片受到风力作用旋转,从而带动低速轴运动,低速轴通过齿轮箱带动高速轴旋转,高速轴连接在发电机轴上,将机械能转变为电能。风力发电机还包括气动刹车系统以及辅助提高风能截获效率的变桨机构;还包括塔筒和基础,将机组的所受力矩传递给大地,同时起到保护电缆等辅助装置的作用。其中,风力机的叶片是将风能转化为机械能进而转化成电能的重要部件,决定着发电功率的大小和电流输出的稳定性。[0004]现有的风力发电机采用的叶片是由内部刚性支撑结构和表面膜组合而成的,大多由刚性材料制成。叶片普遍较长,容易导致风载荷在叶片上形成的力矩过大,使叶片发生塑性变形;其次,刚性材料叶片对风速的适应性也存在一定缺陷,在风速不稳定的风场中,风力发电机易因叶片的转速不恒定导致输出电流的不稳。[0005]风力发电系统由机械部分和电能转化部分组成。一般地,风力发电机的风能利用功率表达式可写成:[0006][0007]其中,Cp为风能利用,它是λ和θ的函数,λ为叶尖速比,θ为桨距角。风力机叶片的转速或者来风速度会引起λ的变化,影响Cp。而在风力机叶轮的启动转换过程中,风力机的转矩和推力系数可表示为:[0008][0009]可