风力发电机叶片制造

风机叶片材料、设计与工艺简介复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接阻碍着整个系统的性能，并要具有长期在户外自然环境条件下利用的耐候性和合理的价钱。

因此，叶片的材料、设计和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。

阻碍风机叶片相关性能的因素要紧有原材料、风机叶片设计及叶片的制造工艺三种。

一风机叶片的原料目前的风力发电机叶片大体上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。

关于同一种基体树脂来讲，采纳玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采纳碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。

可是，碳纤维的价钱目前是玻璃纤维的10左右。

由于价钱的因素，目前的叶片制造采纳的增强材料要紧以玻璃纤维为主。

随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中慢慢显现性能方面的不足。

为了保证叶片能够平安的承担风温度等外界载荷，风机叶片能够采纳玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位，那么利用碳纤维作为增强材料。

如此，不仅能够提高叶片的承载能力，由于碳纤维具有导电性，也能够有效地幸免雷击对叶片造成的损伤。

风电机组在工作进程中，风机叶片要经受壮大的风载荷、气体冲洗、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界的作用。

为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐侵蚀和耐冲洗等性能，必需对树脂基体系统进行精心设计和改良，采纳性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂，改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能，提高叶片的承载能力，扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。

同时，为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期利用性能，能够采纳耐紫外线辐射的新型环氧树脂系统。

二风机叶片的设技以最小的叶片重量取得最大的叶片面积，使得叶片具有更高的捕风能力，叶片的优化设计显得十分重要，尤其是符合空气动力学要求的大型复合材料叶片的最正确外形设计和结构优化设计的重要性尤其突出，它是实现叶片的材料/工艺有效结合的软件支撑。

风电机组叶片制作工艺
风电机组叶片是风力发电系统中非常重要的组件，其制作工艺直接影响到风电机组的发电效率和使用寿命。

目前，风电机组叶片的制作工艺主要分为以下几个步骤：
1. 材料准备：风电机组叶片的材料通常采用玻璃钢、碳纤维等
复合材料，需要根据设计要求和环境条件选用合适的材料。

材料需要进行加工和预处理，包括切割、打磨、清洗等工序。

2. 模具制作：风电机组叶片的制作需要根据设计图纸制作模具，模具的制作质量对叶片的制作精度和质量有很大影响。

模具制作通常采用数控加工等先进技术。

3. 叶片制作：根据预先准备的材料和模具，进行叶片制作。

叶
片制作主要包括手工铺层、真空吸塑、热固化等工艺。

其中，手工铺层是制作叶片最重要的工艺，需要掌握一定的技巧和经验。

4. 修整和质检：叶片制作完成后需要进行修整和质检，包括修
整叶片表面、边缘，排除瑕疵和缺陷等。

同时，还需要进行尺寸、外观、弯曲度等多项质检。

总之，风电机组叶片的制作工艺需要精细、熟练的手工技巧和先进的加工技术相结合，才能确保叶片的制作质量和性能达到设计要求，为风力发电系统的高效、稳定运行提供保障。

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风电叶片是风力发电机中将风能转换为机械能的关键部件。

大型风电叶片通常采用复合材料制造，以确保轻质、高强且耐腐蚀。

以下是关于风电叶片结构的简要介绍：1. 蒙皮：这是叶片的外表面，由多层玻璃纤维或碳纤维增强塑料（GRP或CFRP）制成。

这些材料具有很高的强度和刚性，并且能够抵抗恶劣天气条件下的磨损和冲击。

2. 主梁：主梁是叶片的主要承重结构，通常位于叶片的前缘。

它通常也是用复合材料制成的，其内部可能包含有金属或复合材料制成的加强筋。

3. 腹板：腹板是在叶片厚度方向上的加强结构，主要为了支撑主梁并保持整个叶片的形状。

腹板通常采用夹芯结构设计，以提高刚度并降低重量。

4. 叶尖帽：叶尖帽位于叶片的最前端，用于保护叶片免受风力冲击和磨损的影响。

5. 连接组件：叶片通过叶根与轮毂相连，这个区域需要承受很大的力和扭矩。

因此，叶根部分的设计非常关键，通常会使用高强度的合金钢或其他高性能材料。

6. 内部布线和传感器：现代风电叶片内部可能会安装各种传感器，用于监控叶片的工作状态，包括载荷分布、振动水平等。

此外，还有电力电缆和信号传输线缆，以便将电流从发电机输送到电网，以及传递控制信息。

7. 气动外形设计：叶片的气动外形对风能捕获效率至关重要。

在设计过程中，工程师们会运用空气动力学原理来优化叶片的截面形状和整体长度，使其能够在各种风速下高效地捕获风能。

8. 平衡和配重：为了保证叶片在旋转时保持稳定，有时会在叶片上加装配重，以平衡叶片的质量分布。

9. 防腐处理：由于叶片长期暴露在户外环境中，必须进行适当的防腐处理，以延长其使用寿命。

总的来说，风电叶片的设计是一个复杂的过程，需要考虑许多因素，包括材料选择、结构设计、空气动力学性能、制造工艺和成本效益分析等。

风电叶片分段技术
风电叶片分段技术是制造风力发电机叶片时采用的一种技术，即将整个叶片划分为多个段落进行制造和组装。

这种技术的主要目的是解决长叶片制造和运输过程中的难题。

风电叶片作为风力发电机的核心部件之一，通常要求非常长，有时甚至超过60米。

这样的长度导致了制造和运输的困难，特别是在工厂设备和运输车辆的限制下。

为了解决这个问题，风电叶片分段技术被应用。

它将长叶片划分为若干段，每段长度相对较短，制造和运输更加容易。

每个叶片段落都可以在工厂内单独制造，并通过特殊的连接技术将它们连接在一起形成完整的叶片。

这样，叶片可以在工厂内和运输过程中更加方便地进行操作。

另外，风电叶片分段技术也可以提高制造效率和质量控制。

由于叶片分段制造，每一段都可以更加专注于质量控制和工艺流程，从而提高整个叶片的质量。

同时，叶片段也可以在同一时期内并行制造，加快了制造速度。

总的来说，风电叶片分段技术是一种有效的解决长叶片制造和运输难题的方法，它有助于提高制造效率和质量控制，并在风力发电行业中得到广泛应用。

风力发电机的叶片原理
风力发电机的叶片原理在于利用风的动能转化为机械能，进而驱动发电机产生电能。

风力发电机的叶片通常由光滑且 aerodynamic 的材料制成，具
有弯曲的形状。

当风经过叶片时，受到叶片的阻力和弯曲形状的影响，将产生一个向前的推力。

这个推力将转化为叶片上的力矩，使叶片开始旋转。

根据伯努利原理，风流通过叶片的同时，在叶片的凸面上会产生较高的气压，而在叶片的凹面上则会产生较低的气压。

这种气压差将使叶片受到一个来自气流的向前的力，从而使叶片继续旋转。

叶片的旋转转动将驱动发电机得以转动，发电机里的感应器将机械能转化为电能，通过连接的电网，将电能输送到各个使用户。

为了提高风力发电机的效率，叶片的设计变得越来越重要。

设计者通常会考虑叶片的数量、形状、长度、倾角等因素来优化叶片的性能。

通过合理的设计，风力发电机可以在不同风速下，以最佳的转速运行，从而提高能量转化效率。

总结起来，风力发电机的叶片利用了风的动能，通过叶片的形状和旋转运动，将风能转化为机械能，从而驱动发电机产生电能。

这一原理使得风力发电成为可再生能源的重要来源之一。

风力发电机的叶片技术领域[0001] 本发明涉及用于风力发电机的叶片技术领域，具体来说，本发明涉及一种水平轴风力发电机的叶片。

背景技术[0002] 目前，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

水平轴风力发电机的叶片翼型多采用航空翼型，以航空翼型为主的升力型叶片。

在旋转的过程中，其相对的线速度从根部到叶尖部分为依次加大的。

为了追求更高的升力系数，叶片被做成根部尺寸大、尖部尺寸小。

但这样造成的缺陷是输出的力矩较小，风能利用率低。

发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种水平轴风力发电机的叶片，能够更好地对来流风速进行处理，获得的输出力矩大，风能利用率高。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电机的叶片，包括前缘部、上表面、后缘部、叶根部、叶尖部和下表面，所述前缘部为圆弧弧面或者弧线，所述叶尖部为圆弧弧面，所述上表面为曲面，所述叶根部为一圆弧弧面或者叶轮的圆心，所述后缘部为圆弧，所述下表面为曲面或者平面。

[0005] 可选地，所述前缘部的上前缘线和/或下前缘线是以所述叶轮的圆周的半径1/2R 处为圆心，从所述叶轮的圆周到所述叶根部所得的半圆圆弧或者劣弧。

[0006] 可选地，所述叶尖部的圆弧弧面的半径为所述叶轮的圆周的半径，所述叶尖部的弧长在180度以内，所述叶尖部的圆弧弧面与所述前缘部的圆弧弧面或者弧线是相结合的。

[0007] 可选地，所述上表面是由以所述叶轮的圆心作为参照点的多条横向圆弧弧线以及多条纵向圆弧弧线扫描而成的；[0008] 其中，所述横向圆弧弧线是以所述叶轮的圆心或者圆心线的上端点为圆心，在所述上前缘线和所述后缘部之间作的多条密集的横向圆弧弧线；[0009] 所述纵向圆弧弧线是由所述叶尖部的叶尖部上弧线到所述叶轮的圆心或者所述圆心线之间作的多条密集的纵向圆弧弧线。

[0010] 可选地，所述叶根部为圆弧弧面或者所述叶轮的中心部，所述叶根部的圆弧弧面位置是选择以所述叶轮的圆心为参照点作所述叶片的所述前缘部与所述后缘部之间的横向圆弧弧线为切割线，切除从所述切割线到所述叶轮的圆心的实体，剩余的实体为叶片，得到从所述切割线到所述叶片的下表面之间的弧面即为所述叶根部，所述叶根部与所述叶轮的轮毂相连。

风机叶片制造技术——真空灌注成型技术风电技术专题 2010-01-05 08:33 阅读53 评论1字号：大中小1 世界风力发电现状随着国际原油价格持续高涨及京都议定书的实施，产业化条件最为成熟的风力发电成为欧美等发达国家推动可再生能源发展的首选项目。

风能不仅充沛和廉价，而且也是目前最有开发利用前景的一种可再生能源。

20世纪80年代风电的成本为40美分/kW·h，现在降为3~5美分/kW·h，随着技术设备的改善，成本还可在目前的基础上再降低30~50%。

正因为此，全世界风力发电每年以30％左右的速度增长。

世界上很多国家尤其是发达国家，已充分认识到风电在调整能源结构、缓解环境污染等方面的重要性，对风电的开发给予了高度重视，装机规模持续高速增长。

2006年累计风电装机最多的10个国家占世界风电装机的85％，与2005年相比，德国、美国和西班牙保持了前3名的地位，中国则从第八名升到第六名。

中国新增装机容量（不包含台湾省装机）为1.347GW，处于亚洲第二，2006年风力发电市场较2005年成长超过3倍，累计装机容量达2.604GW，排行全球第六大市场。

其市场驱动力主要源自2006年1月1日生效的“可再生能源法”。

单机容量是风电机组技术水平的标志。

全球兆瓦级机组的市场份额明显增大，1997年及以前还不到10%，2001年则超过50%，2002年达到62.1％，2003年达到71.4％。

2003年安装的风电机组平均单机容量达到1.2MW。

2006年安装的机组增均单机容量约为1.5MW，而10年前只有500kW。

我国风电机组单机容量也从600kW逐步走向兆瓦级转变。

更大型、性能更好的机组也已经开发出来，并投入生产试运行。

由于更多国家致力于风能的开发利用，预计这种世界范围的快速增长将持续下去。

除了风电大国丹麦、德国、西班牙和美国外，很多其它国家包括英国、法国、巴西和中国也制定了雄心勃勃的风电发展计划。

风电叶片生产工艺流程
风电叶片生产工艺流程主要包括以下几个步骤：
1. 初步设计和制造叶片模具：首先根据风力发电机的需要，制定叶片的设计方案，并制造出适合生产需求的叶片模具，以便后续生产中的模具使用。

2. 制造叶片壳体：将玻璃纤维等材料按照设计方案进行切割、拼接、固化等工序制成叶片壳体。

同时，还要在壳体中埋入连接件以连接叶片和机械轴。

3. 涂布玻璃纤维材料：在叶片壳体表面涂布一层玻璃纤维材料（通常为环氧树脂），以增加叶片的强度和耐久性。

4. 进行焊接：将叶片表面的连接件与机械轴连接。

同时，要进行一系列的质量检查和测试，以确保叶片的质量符合要求。

5. 进行最终加工：对叶片进行最终的加工和成型，以确保叶片的平衡性和流线型。

最后，对叶片进行表面处理（如喷漆等），提高外观质量。

6. 完成交付：经过以上步骤的叶片将进行质量检验，并对符合要求的叶片进行包装和发货。

风力发电叶片质量标准
风力发电机叶片质量标准主要包括以下几个方面：
1. 材料要求：叶片常采用玻璃纤维增强树脂复合材料或碳纤维增强树脂复合材料制成。

要求材料具有良好的强度、刚度和耐久性，能够承受长时间的风力和机械应力。

2. 尺寸和重量要求：叶片尺寸和重量要符合设计要求，以确保风力发电机具有良好的性能和稳定性。

3. 平衡性要求：叶片在转动时需要具有良好的平衡性，以减少振动和噪音，保证发电机的安全运行。

4. 表面光洁度要求：叶片表面要求平整、光滑，以减少气流阻力和风噪。

5. 耐候性和抗腐蚀性要求：叶片需要具有良好的耐候性和抗腐蚀性，能够在恶劣的气候条件下长时间运行。

6. 质量控制要求：叶片制造过程需要进行严格的质量控制，包括材料检验、制造工艺控制和成品检测，以保证叶片的质量和可靠性。

这些标准可以根据具体的风力发电机型号和设计要求进行调整和补充，以确保叶片的质量和性能符合设计要求。

风电叶片成型工艺风能作为一种绿色环保型能源是可再生能源中最具开发潜力的一种。

随着风电技术的发展与日趋成熟，机型已达到5MW以上，叶片长度超过60米。

叶片是风力发电机组关键部件之一，具有尺寸大，外形复杂，精度要求高，对强度、刚度、和表面光滑度要求高等特点。

复合材料在风机叶片的制造中具备很多优势。

制造工艺主要有手糊成型、模压成型、预浸料成型、拉挤成型、纤维缠绕、树脂传递模塑以及真空灌注成型等工艺。

1、手糊工艺手糊是生产复合材料风机转子叶片的一种传统工艺。

在手糊工艺中，将纤维基材铺放于单模内，然后用滚子或毛刷涂敷玻璃布和树脂，常温固化后脱模。

手糊方法可用于低成本制造大型、形状复杂制品。

因为它不必受加热及压力的影响。

使用简单的设备和模具即可，另外相对于其他可行性方案成本更低廉。

手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作熟练程度及环境条件依赖性较大，生产效率低和产品质量均匀性波动较大，产品的动静平衡保证性差，废品率较高。

特别是对高性能的复杂气动外型和夹芯结构叶片，还需要粘接等二次加工，粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。

手糊工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中出现问题往往是由于工艺过程中的含胶量不均匀、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。

手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放，有一定的环境污染问题。

手糊是一种已被证明的生产复合材料叶片工艺方法，但由于其产量低及部件的不连续性以及很难实现结构复杂，力学性能要求高的大型产品，促使人们将研究重点转移至其他生产方法。

2、模压成型模压成型工艺首先将增强材料和树脂置于双瓣模具中，然后闭合模具，加热加压，然后脱模，进行后固化。

这项工艺的优点在于纤维含量高和孔隙率低，并且生产周期短，精确的尺寸公差及良好的表面处理。

然而，模压成型适用于生产简单的复合材料制品如滑雪板，很难制造包括蒙皮、芯材和梁的叶片等复杂形状部件。

风力发电叶片材料风能作为一种绿色可再生能源，在近年来的发展趋势中越来越受到欢迎和认可。

而风力发电作为利用风能的一种发电方式，在各国政府的支持下，也得到了不断发展和完善。

叶片作为风力发电机重要的部件，其材料的选择对风力发电机的性能具有至关重要的影响。

本文将探讨风力发电机叶片的材料及其特点。

风力发电机叶片通常采用的材料有玻璃纤维强化塑料（GFRP）、碳纤维复合材料（CFRP）和塑料材料。

下面分别对这些材料的特点进行介绍：1.玻璃纤维强化塑料（GFRP）玻璃纤维强化塑料是一种由玻璃纤维和热固性树脂组合成的复合材料，其主要特点是强度高、刚度大、重量轻、成本低、可加工性好。

因此，玻璃纤维强化塑料作为一种成熟的叶片材料，在风力发电机叶片中得到了广泛运用。

但是，玻璃纤维受潮后容易断裂，而且其强度和刚度会随着温度升高而下降，因此，玻璃纤维强化塑料的使用温度有限，不能够承受过高的温度。

2.碳纤维复合材料（CFRP）碳纤维复合材料是由碳纤维和热固性树脂组合而成的一种复合材料，具有强度高、刚度大、重量轻、电气绝缘性好、耐腐蚀性强等特点。

在风力发电机叶片中，由于其具有超强的抗拉强度、疲劳性能佳，以及在高温下性能稳定等优点，渐渐地得到广泛运用。

但是，碳纤维复合材料的制作过程相对复杂，成本也相对较高，一些厂商在考虑整个发电的成本时，会重新评估碳纤维作为叶片材料的可行性。

3.塑料材料之所以采用塑料材料作为叶片，是因为它具有良好的抗应力疲劳性质、强度大、重量轻、难燃等优点。

但是，塑料材料的下限温度较低，遇到过高温度时，可能会变得脆弱，危及安全性。

总体来看，风力发电机叶片的材料选择要根据实际情况综合考虑，选择高性能、低成本、易加工、对环境可持续等方面。

各种材料都有其优点和缺点，在不同情况下选择合适的叶片材料，可以提高风力发电机的性能和安全性，为风能的发展提供更好的保障。

风力发电机叶片制造工艺简介
风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构。

结构上分三个部分。

(1)根部:材料一般为金属结构;(2)外壳:一般为玻璃钢;(3)龙骨(加强筋或加强框):一般为玻璃纤维增强复合材料或碳纤维增强复合材料。

叶尖类型多种多样,有尖头、平头、钩头、带襟翼的尖部等。

叶片制造工艺主要包括:阳模→翻阴模→铺层→加热固化→脱模→打磨表面→喷漆等。

叶片设计难点包括:(1)叶型的空气动力学设计;(2)强度、疲劳、噪声设计;(3)复合材料铺层设计。

叶片的工艺难点主要包括:(1)阳模加工;(2)阴模翻制;(3)树脂系统选用。

叶片的主要试验项目为疲劳试验。

叶片是一个大型的复合材料结构,其重量的90%以上由复合材料组成,每台发电机一般有三支叶片,每台发电机需要用复合材料达四吨之多。

因此,风力发电机是复合材料的一个重要应用领域。

风电机组叶片制作工艺风电机组叶片是将风能转化为机械能的重要组成部分，制作工艺影响其性能和寿命。

本文将介绍风电机组叶片制作工艺的主要流程。

一、材料选择风电机组叶片的材料通常选用玻璃钢或碳纤维增强塑料（CFRP），因为它们具有良好的强度、刚度、耐腐蚀性和轻量化等特点。

在选择材料时，需要考虑到使用环境的温度、湿度、紫外线等因素，以保证叶片的耐久性和稳定性。

二、模具制作风电机组叶片的制作需要使用模具，常用的模具制作材料为铝合金或钢板。

模具的制作需要根据设计图纸确定叶片的曲率、厚度、翼型等参数，并考虑到模具的制造成本和耐用性。

三、面层制备风电机组叶片的面层是指覆盖在叶片表面的玻璃纤维网格布。

面层制备的过程包括：1. 制备面层模具：通过利用叶片模具进行反复塑形，得到面层模具。

2. 剪裁玻璃纤维网格布：根据面层模具的形状，将玻璃纤维网格布按照一定的规律剪裁成小片。

3. 喷涂树脂：将玻璃纤维网格布放在面层模具上，用喷涂机将树脂均匀地喷在网格布上。

4. 滚压：利用滚筒将树脂深度渗透到玻璃纤维网格布中，形成牢固的结构。

五、组装将面层和结构层组合，形成叶片的整体结构。

组装过程中需要注意叶片的平衡性和对称性，以确保叶片性能的稳定性和可靠性。

六、修整制作出来的叶片会存在一些缺陷，需要进行修整，以提高其完整性和美观度。

修整包括外观修整、胶接、抛光等操作，可以让叶片更加光滑、坚固和美观。

综上所述，风电机组叶片制作工艺主要包括材料选择、模具制作、面层制备、结构层制备、组装和修整等过程。

制作过程需要考虑到材料性能和使用环境等因素，以确保叶片具有良好的性能和寿命。

专利名称：风力发电机叶片的制作工艺专利类型：发明专利
发明人：李秀凯,刘剑,顾从进,怀涛,肖辉申请号：CN201210159409.9
申请日：20120522
公开号：CN102672978A
公开日：
20120919
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种风力发电机叶片的制作工艺，包括以下步骤：一、剪切肋与上壳体一体灌注成型，获得带有剪切肋的上壳体；二、上壳模与下壳模合模，对剪切肋的上翻边布层袋压成型。

本发明的有益之处在于：剪切肋布层与上壳体一起铺设、灌注成型，不但保证了剪切肋在上壳体上的准确定位，而且剪切肋灌注于上壳体，使得剪切肋与上壳体的连接缝消失，提供较为紧密的材料误差，同时提高了连接处的强度，保证了叶片的质量，延长了叶片的使用寿命，降低了风电企业的运营成本，提高了经济效益；采用铰链合模系统进行合模，保证了剪切肋与下壳体的准确定位。

申请人：昆山华风风电科技有限公司
地址：215316 江苏省苏州市昆山市玉山镇玉杨路600号
国籍：CN
代理机构：南京纵横知识产权代理有限公司
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