风电产业是我国战略性新兴产业之一,国内风电市场基本成熟,风电设备需求越来越大.风电偏航制动器是风电机组制动系统的重要组成部分,其制动性能直接决定着风电机组能否实现正常运转.制约于技术和成本,大多数大型风电机组均采用主动偏航系统,通过摩擦片与制动盘之间的摩擦实现制动.风电偏航制动器在工作过程中,安全制动和减速偏航制动一般共用一套液压制动部件.当工作状态为偏航减速制动状态时,摩擦片磨损量大,制动器活塞的密封受到切向力作用而易产

大型风电机组均采用主动偏航系统,并设置有摩擦制动机构,滚动轴承加液压制动器的配置是普遍使用的偏航系统形式(图1).绕偏航回转中心轴线的偏航载荷作用到机架上,通过三条路径传递到塔筒(图2).机组不偏航时,偏航制动器通入高压,保持住机舱对风角度;机组偏航时,偏航制动器通入较低压力,提供一定的阻尼,保证偏航运动的平顺性.在偏航运动中,制动器摩擦片会产生磨耗,其磨耗寿命除了与摩擦材料的磨耗率特性有关,还与偏航系统的参

随着风电机组大型化趋势的发展,叶片长度也不断增加,叶片断裂事故时有发生。更有甚者,个别机组在并网风速远低于切除风速的情况下,投运不久就出现了叶片断裂。大型风电机组是一个复杂的流-固耦合系统,在自然风条件下运行时,作用在机组上的空气动力、自身惯性力和弹性力等交变载荷会使结构产生变形或振动,进而对来流产生影响。因此,在叶片结构设计时,不仅需要满足强度和刚度要求,还必须考虑叶片颤振问题。

叶片的气动性能关系到风电机组的载荷与发电量等诸多方面,因此,开展相关的研究就显得尤为重要。在实际运行过程中,影响叶片气动性能的因素很多,其中,叶尖涡即是一个关键的因素而且受到越来越多的关注。在近尾流区域,因叶尖涡而形成的诱导速度会对自身叶片的气动性能产生影响;在远尾流区域,叶尖涡的发展则会对下游风电机组产生气动干扰。随着关于叶尖涡研究的不断开展,有相当一部分研究通过PIV试验或数值模拟的方法分析了叶尖涡的形成与其涡流特性,并通过相应的控制方法抑制叶尖涡的发展。其中较为典型的为叶尖小翼和锯齿尾缘。

伴随着风电机组趋于大型化，风电机组产生的气动噪声对附近居民的生活造成了较大的影响。目前，低噪声设计已经成为风电机组的关键技术指标之一。风力发电的噪声主要有机械噪声和气动噪声。随着近年来机械噪声的大幅度降低，气动噪声的解决便成了现阶段风电机组噪声研究的方向。

叶片是风力发电机组的主要部件之一，其气动性能直接影响着风力发电机组的发电效率。由于叶片长期运行在恶劣的环境中，前缘极易出现腐蚀。随着海上风电逐步发展，运行环境更为恶劣，叶片前缘更易发生腐蚀，这会导致叶片升力下降、阻力增加，进而使叶片气动性能下降，影响发电性能。如果叶片前缘腐蚀得不到及时处理，随着时间的推移腐蚀程度加剧，发电量不断降低，最终会给风电运营商带来巨大的经济损失。

风能是一种清洁可再生能源,风能的利用可以减少化石能源的消耗,减少了大气污染和水污染,但是处理不当则会增加噪声污染。随着我国风电装机容量的不断增大,叶片的尺寸不断增加,叶片产生的气动噪声也越来越不容忽视。

叶片作为风电机组捕获风能的关键部件,其设计开发的流程通常是先进行气动外形设计,再开展复合材料选材与结构设计,最后对设计出的叶片进行动态响应分析。随着风电机组风轮尺寸的增加,叶片大型化速度加快,这一趋势让风电叶片的设计过程迭代难度增加,复合材料选材、结构设计与气动外形设计的耦合性增强。因此,在通常设计流程的基础上,对该耦合性进行研究成为大型风电叶片开发中重要的技术环节。