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CN107725268B - 用于平衡分段式风力涡轮转子叶片的方法 - Google Patents

用于平衡分段式风力涡轮转子叶片的方法 Download PDF

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CN107725268B CN201710680416.6A CN201710680416A CN107725268B CN 107725268 B CN107725268 B CN 107725268B CN 201710680416 A CN201710680416 A CN 201710680416A CN 107725268 B CN107725268 B CN 107725268B
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Abstract

一种用于平衡用于风力涡轮(10)的分段式转子叶片(22)的方法(100)，该方法(100)可包括确定针对多个叶片节段(26)中的各个的重量，其中各个叶片节段(26)在第一端部(34)与第二端部(30)之间延伸，并且构造成在第一端部(34)与第二端部(30)之间形成分段式转子叶片(22)的共同翼展区段。方法(100)还可包括基于叶片节段(26)的重量来确定针对各个叶片节段(26)的初始静态力矩，其中叶片节段(26)中的至少一个的初始静态力矩与其余叶片节段(26)的初始静态力矩不同。此外，方法(100)可包括将质量添加至叶片节段(26)中的各个，以将针对各个叶片节段(26)的初始静态力矩增加至预定的静态力矩，其中预定的静态力矩大于叶片节段(26)的初始静态力矩中的各个。

Description

用于平衡分段式风力涡轮转子叶片的方法
技术领域
本主题大体上涉及用于风力涡轮的分段式转子叶片，并且更具体而言，涉及一种用于平衡用于在风力涡轮内使用的分段式转子叶片的方法。
背景技术
风力发电被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发生器、齿轮箱、机舱以及转子，该转子具有带三个转子叶片(从毂向外延伸)的可旋转毂。转子叶片使用已知的翼型件原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能的形式传递动能，以便转动轴，该轴将转子叶片联接于齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接地联接于发生器。发生器接着将机械能转换成可部署于公用电网的电能。
在将转子叶片安装在风力涡轮上时，必须小心翼翼地平衡转子叶片，以确保平衡负载在风力涡轮的操作期间施加于转子。典型地，叶片平衡发生在现场中，其中各个完整的转子叶片相对于其它转子叶片加重量和平衡。不幸地，当前现场实施的叶片平衡过程具有许多缺点，包括相当耗时和繁琐。此外，在分段式转子叶片变得越来越流行的情况下，常规叶片平衡过程的缺点通过对平衡用于各个转子叶片的多个构件以便形成完全平衡的转子组的需要而加剧。
因此，用于平衡风力涡轮的分段式转子叶片的改进方法将在该技术中受欢迎。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。
在一个方面中，本主题针对一种用于平衡用于风力涡轮的分段式转子叶片的方法。方法可大体上包括确定针对多个叶片节段中的各个的重量，其中各个叶片节段在第一端部与第二端部之间延伸，并且构造成在第一端部与第二端部之间形成分段式转子叶片的共同翼展区段。方法还可包括基于叶片节段的重量确定针对各个叶片节段的初始静态力矩，其中叶片节段中的至少一个的初始静态力矩与其余叶片节段的初始静态力矩不同。此外，方法可包括将质量添加至叶片节段中的各个，以将针对各个叶片节段的初始静态力矩增加至预定的静态力矩，其中预定的静态力矩大于叶片节段的初始静态力矩中的各个。
在另一个方面中，本主题针对一种用于平衡用于风力涡轮的分段式转子叶片的方法。方法可大体上包括提供多个末端节段(tip segment)和多个根部节段(root segment)，其中各个根部节段具有预定的根部静态力矩并且构造成联接于末端节段中的一个，以形成分段式转子叶片。方法还可包括确定多个末端节段中的各个的重量，以及基于末端节段的重量确定针对各个末端节段的初始末端静态力矩，其中末端节段中的至少一个的初始末端静态力矩与其余末端节段的初始末端静态力矩不同。此外，方法可包括将质量添加至末端节段中的各个，以将针对各个末端节段的初始末端静态力矩增加至预定的末端静态力矩，其中预定的末端静态力矩大于末端节段的初始末端静态力矩中的各个。
实施方案1. 一种用于平衡用于风力涡轮的分段式转子叶片的方法，所述方法包括：
确定针对多个叶片节段中的各个的重量，各个叶片节段在第一端部与第二端部之间延伸，并且构造成在所述第一端部与所述第二端部之间形成分段式转子叶片的共同翼展区段；
基于所述叶片节段的所述重量确定针对各个叶片节段的初始静态力矩，所述叶片节段中的至少一个的所述初始静态力矩与其余所述多个叶片节段的所述初始静态力矩不同；以及
将质量添加至所述多个叶片节段中的各个，以将针对各个叶片节段的所述初始静态力矩增加至预定的静态力矩，所述预定的静态力矩大于所述多个叶片节段的所述初始静态力矩中的各个。
实施方案2. 根据实施方案1所述的方法，其特征在于，各个叶片节段对应于末端节段，所述第一端部对应于所述末端节段的连结端部，并且所述第二端部对应于所述末端节段的末端端部，所述连结端部构造成联接于所述分段式转子叶片的对应的根部节段。
实施方案3. 根据实施方案1所述的方法，其特征在于，各个叶片节段对应于根部节段，所述第一端部对应于所述根部节段的根部端部，并且所述第二端部对应于所述根部节段的连结端部，所述连结端部构造成联接于所述分段式转子叶片的对应的末端节段。
实施方案4. 根据实施方案1所述的方法，其特征在于，还包括确定针对各个叶片节段的重心。
实施方案5. 根据实施方案4所述的方法，其特征在于，确定针对各个叶片节段的所述初始静态力矩包括基于针对各个叶片节段的所述重量和所述重心来确定所述初始静态力矩。
实施方案6. 根据实施方案1所述的方法，其特征在于，将质量添加至所述多个叶片节段中的各个包括将质量添加在平衡箱内，所述平衡箱安装在所述多个叶片节段中的各个的内部内。
实施方案7. 根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述多个叶片节段中的各个的所述第一端部对应于各个叶片节段的连结端部，并且各个叶片节段在所述第一端部与所述第二端部之间限定翼展长度，所述平衡箱在各个叶片节段的所述内部内定位成离所述连结端部等于小于25％的所述翼展长度的距离。
实施方案8. 根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述预定的静态力矩对应于基于可允许的制造变化等于或大于针对所述多个叶片节段的最大静态力矩的静态力矩。
实施方案9. 根据实施方案1所述的方法，其特征在于，各个叶片节段的所述初始静态力矩与其余所述多个叶片节段的所述初始静态力矩不同。
实施方案10. 一种用于平衡用于风力涡轮的分段式转子叶片的方法，所述方法包括：
提供多个末端节段和多个根部节段，所述多个根部节段中的各个具有预定的根部静态力矩并且构造成联接于所述末端节段中的一个，以形成分段式转子叶片；
确定所述多个末端节段中的各个的重量；
基于所述末端节段的所述重量确定针对各个末端节段的初始末端静态力矩，所述末端节段中的至少一个的所述初始末端静态力矩与其余所述多个末端节段的所述初始末端静态力矩不同；以及
将质量添加至所述多个末端节段中的各个，以将针对各个末端节段的所述初始末端静态力矩增加至预定的末端静态力矩，所述预定的末端静态力矩大于所述多个末端节段的所述初始末端静态力矩中的各个。
实施方案11. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，还包括：
称重所述多个根部节段中的各个；
基于所述根部节段的所述重量确定针对各个根部节段的初始根部静态力矩，所述根部节段中的至少一个的所述初始根部静态力矩与其余所述多个根部节段的所述初始根部静态力矩不同；以及
选择所述预定的根部静态力矩作为所述多个根部节段的最高初始根部静态力矩。
实施方案12. 根据实施方案11所述的方法，其特征在于，还包括将质量添加至具有小于所述预定的根部静态力矩的初始根部静态力矩的各个根部节段，以将针对所述根部节段的所述初始根部静态力矩增加至所述预定的根部静态力矩。
实施方案13. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，还包括确定针对各个末端节段的重心。
实施方案14. 根据实施方案13所述的方法，其特征在于，确定针对各个末端节段的所述初始末端静态力矩包括基于针对各个末端节段的所述重量和所述重心来确定所述初始末端静态力矩。
实施方案15. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，将质量添加至所述多个末端节段中的各个包括将质量添加在平衡箱内，所述平衡箱安装在所述多个末端节段中的各个的内部内。
实施方案16. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，各个末端节段在连结端部与末端端部之间沿纵向延伸，并且在所述连结端部与所述末端端部之间限定翼展长度，所述平衡箱在各个末端节段的所述内部内定位成离所述连结端部等于小于25％的所述翼展长度的距离。
实施方案17. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，所述预定的末端静态力矩对应于基于可允许的制造变化等于或大于针对所述多个末端节段的最大静态力矩的静态力矩。
实施方案18. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，各个末端节段的所述初始末端静态力矩与其余所述多个末端节段的所述初始末端静态力矩不同。
实施方案19. 根据实施方案10所述的方法，其特征在于，还包括将各个末端节段与所述多个根部节段中的一个配对。
本发明的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。
附图说明
针对本领域技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：
图1示出按照本主题的方面的风力涡轮的一个实施例的侧视图；
图2示出按照本主题的方面的适合于与图1中示出的风力涡轮一起使用的分段式转子叶片的一个实施例的透视图；
图3示出图2中示出的分段式转子叶片的分解视图，特别地示出了远离转子叶片的末端节段分解的转子叶片的根部节段；
图4示出按照本主题的方面的用于平衡风力涡轮的分段式转子叶片的方法的一个实施例的流程图；
图5示出适合于在分段式转子叶片内使用的一组末端节段的简化视图，特别地识别可用于确定各个末端节段的静态力矩的各种参数；以及
图6示出适合于在分段式转子叶片内使用的一组根部节段的简化视图，特别地识别可用于确定各个根部节段的静态力矩的各种参数。
构件列表
10 风力涡轮
12 塔架
14 表面
16 机舱
18 转子
20 可旋转毂
22 转子叶片
24 第一叶片节段
24 根部节段
26 第二叶片节段
26 末端节段
26A 第一末端节段
26B 第二末端节段
26C 第三末端节段
28 叶片根部
30 末端端部
32 第一连结端部
34 第二连结端部
36 叶片连结部
38 外壳
40 外壳
42 侧部
46 后缘
48 后缘
50 翼展
52 第一翼展长度
54 第二翼展长度
56 翼弦
60 构件
62 根部平衡箱
64 末端平衡箱
100 方法。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。各个实例经由阐释本发明提供，而不限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出改型和变型，而不脱离发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可用于另一个实施例上以产生又一个实施例。因此，意图是，本发明覆盖归入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。
大体上，本主题针对用于平衡风力涡轮的分段式转子叶片的方法。具体而言，在若干实施例中，公开的方法提供用于成组给定的类型/模型的叶片节段(例如，末端节段或根部节段)独立于完整的转子叶片组件相对于彼此平衡，这可与在现场中的相反，允许叶片节段在制造设定(例如，在受控的工厂环境中)中平衡。一旦平衡，叶片节段就可在现场与其对应的叶片节段连结，而不需要各种叶片节段重新加重量和/或重新平衡。例如，在一个实施例中，一组末端节段可相对于彼此平衡，使得各个末端节段限定相同的末端静态力矩，同时对应的一组根部节段可相对于彼此平衡，使得各个根部节段在此类叶片节段运送至现场之前限定相同的根部静态力矩。一旦位于现场，末端区段和根部区段就可连结在一起，而不需要任何进一步加重量或平衡来形成完全平衡的转子组。
现在参照附图，图1示出风力涡轮10的一个实施例的侧视图。如示出的，风力涡轮10大体上包括塔架12，其从支承表面14(例如，地面、混凝土垫或任何其它适合的支承表面)延伸。此外，风力涡轮10还可包括安装在塔架12上的机舱16，和联接于机舱16的转子18。转子18包括可转动毂20和至少一个转子叶片22，转子叶片22联接于毂20并且从毂20向外延伸。例如，在示出的实施例中，转子18包括三个转子叶片22。然而，在备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个转子叶片22。各个转子叶片22可绕着毂20间隔开，以便于使转子18旋转，以使动能能够从风能转化成可用的机械能，并且随后转化成电能。例如，毂20可以可旋转地联接于定位在机舱16内的发电机(未示出)，以容许电能产生。
现在参照图2和图3，适合于与图1中示出的风力涡轮10一起使用的分段式转子叶片22的一个实施例按照本主题的方面示出。具体而言，图2示出转子叶片22的透视组装视图，并且图3示出转子叶片22的透视分解视图。
如示出的，转子叶片22可大体上由多个翼展叶片节段24,26形成，多个翼展节段24,26构造成端对端联接，使得转子叶片22在叶片根部或根部端部28(构造成安装或以其它方式装固于风力涡轮10的毂20(图1))与叶片末端或末端端部30(与叶片根部28相对设置)之间延伸。例如，在示出的实施例中，转子叶片组件22由两个叶片节段24,26形成，即第一叶片节段24(例如，根部节段)和第二叶片节段26(例如，末端节段)。如图3中特别地示出的，根部节段24可大体上在根部端部28与第一连结端部32之间纵向地延伸。类似地，末端节段26可大体上在末端端部30与第二连结端部34之间纵向地延伸。在此类实施例中，叶片节段24,26可大体上构造成在它们的连结端部32,34处联接于彼此。例如，如图2中示出的，当叶片节段24,26在它们的连结端部32,34处联接在一起时，叶片连结部36可限定在根部节段24与末端节段26之间的连结界面处。
应当认识到的，在其它实施例中，转子叶片22可由任何其它适合数量的翼展叶片节段形成。例如，转子叶片22可由三个叶片节段或多于三个的叶片节段(如四个叶片节段、五个叶片节段或多于五个的叶片节段)形成。
大体上，各个叶片节段24,26可包括构造成在此类节段的相对端部之间延伸的外壳38,40，其大体上用作叶片节段24,26的外壳体/覆盖物。例如，根部节段24可包括第一外壳38(图3)，其在根部端部28与第一连结端部32之间纵向地延伸。类似地，末端节段26可包括第二外壳40(图3)，其在第二连结端部34与末端端部30之间纵向地延伸。外壳38,40中的各个可大体上构造成限定转子叶片22的空气动力学轮廓的翼展区段。就此而言，外壳38,40可共同地限定转子叶片22的压力侧42和吸力侧44，其中压力侧42和吸力侧44在转子叶片22的前缘46和后缘48之间延伸。
如图2中示出的，当组装时，转子叶片22还可具有限定其根部端部28与末端端部30之间的总长度的翼展50，其中翼展50大体上对应于叶片节段24,26的组合翼展长度的总和。例如，根部节段24可限定第一翼展长度52(图3)，并且末端节段26可限定第二翼展长度54(图3)。此外，转子叶片22可限定对应于叶片在其前缘46与后缘48之间的总长度的翼弦56(图2)。如大体上理解的，翼弦56可在转子叶片22从其根部端部28延伸至其末端端部30时大体上相对于翼展50在长度上变化。
应当认识到的，在若干实施例中，叶片节段24,26的外壳38,40可由一个或更多个壳构件形成。例如，在一个实施例中，各个外壳38,40可由压力侧壳(未示出)(形成转子叶片22的压力侧42的部分)和吸力侧壳(未示出)(形成转子叶片22的吸力侧44的部分)形成。此外，外壳38,40可大体上由任何适合的材料形成。例如，在若干实施例中，各个外壳38,40可由纤维增强复合材料形成，如纤维增强层合材料，其包括由适合的基质材料(例如，热固性树脂材料或热塑性树脂材料)包绕的多个纤维(例如，玻璃或碳纤维)。此外，各个外壳38,40的一个或更多个部分可构造为分层建造并且可包括芯部材料，该芯部材料由轻质材料(如木材(例如，轻木)、泡沫(例如，挤出的聚苯乙烯泡沫)或此类材料的组合)形成，该芯部材料设在层压复合材料的层之间。
此外，在若干实施例中，各个叶片节段24,26还可包括包含在其外壳38,40内的一个或更多个内部结构构件，其构造成为转子叶片22提供增加的刚度、抗弯曲性和/或强度。例如，如图2和图3中示出的，根部节段24可包括在第一外壳38内延伸的一个或更多个内部结构构件58，诸如通过包括定位在第一外壳38内的一个或更多个纵向延伸的结构构件(例如，具有在其间延伸的剪切腹板的一对相对的翼梁盖)。类似地，如图2和图3中示出的，末端节段26可包括在第二外壳40内延伸的一个或更多个内部结构构件60，诸如通过包括定位第二外壳40内的一个或更多个纵向延伸的结构构件(例如，具有在其间延伸的剪切腹板的一对相对的翼梁盖)。
此外，按照本主题的方面，各个叶片节段24,26可包括安装在其内部内的一个或更多个平衡箱62,64。具体而言，如示出的，根部节段24可包括根部平衡箱62，而末端节段26可包括末端平衡箱64。各个平衡箱62,64可大体上对应于各个叶片节段64,26内的内部储存舱或封闭容积，其提供用于将质量添加至叶片节段24,26的位置。例如，如将在下面描述的，质量(例如，砂和树脂的混合物)可添加至安装在根部节段24和/或末端节段26内的平衡箱，以调节与对应的(多个)叶片节段24,26相关联的静态力矩。
应当认识到的，大体上，各个平衡箱62,64可在沿着节段的翼展长度52,54的任何适合的位置处安装在其对应的叶片节段24,26内。然而，在本主题的特定实施例中，各个平衡箱62,64可定位成比叶片节段24,26的相对的端部更靠近其对应的叶片节段24,26的连结端部32,34。例如，各个平衡箱62,64可定位成远离其对应的叶片节段24,26的连结端部32,34的距离66(图3)(例如，如从各个箱62,64的中心测量)，其等于小于25％的此类对应的叶片节段24,25的总翼展长度52,54，如小于20％的总翼展长度52,54，或小于10％的总翼展长度52,54，或小于5％的总翼展长度52,54，和/或在其间的任何其它子范围。
现在参照图4，用于平衡风力涡轮的分段式转子叶片的方法100的一个实施例的流程图按照本主题的方面示出。大体上，方法100将在本文中参照平衡用于形成两件式转子叶片(如以上参照图1和图2描述的转子叶片22)的叶片节段来描述。然而，在其它实施例中，方法100可用于提供由任何其它适合数量的叶片节段(如三个或更多个叶片节段)形成的平衡转子叶片。
还应当认识到的，公开的方法100可应用于平衡一组完整的分段式转子叶片，其用于与风力涡轮一起使用。因此，例如，参照以上参照图2和图3描述的实施例，一组完整的分段式转子叶片22可包括一组三个根部节段24和一组三个末端节段26。为了示出使用于此类一组转子叶片22的叶片节段24,26平衡，图4中所示的方法100将特别地参照图5来描述，图5示出一组三个末端节段26，即第一末端节段26A、第二末端节段26B以及第三节段26C。然而，应当认识到的，本文中描述的方法100可类似地应用于一组根部节段24。
如图4中示出的，在(102)处，方法100可包括确定针对被平衡的给定类型/模型的各个叶片节段(例如，给定构造的各个末端节段26或给定构造的各个根部节段24)的重量。大体上，针对各个叶片节段的重量可使用任何适合的手段和/或方法(用于称重或以其它方式计算叶片节段的重量)来确定。例如，在一个实施例中，秤或任何其它适合的称重装置可用于确定各个叶片节段的重量。作为备选，针对各个叶片节段的重量可诸如通过基于各个叶片节段的尺寸和用于形成各个叶片节段的(多个)材料的特性来计算重量而在数学上确定。
如在图5的实施例中具体地示出的，末端节段26A,26B,26C中各个可称重或以其它方式分析，以确定其重量。例如，第一末端节段26A可具有第一重量(W1)，第二末端节段26B可具有第二重量(W2)，并且第三末端节段26C可具有第三重量(W3)。在一个实施例中，末端节段26A,26B,26C中的至少一个的重量可不同于其余末端节段的重量。例如，在特定实施例中，各个末端节段26A,26B,26C可具有重量，该重量由于制造公差和/或其它限制而至少稍微不同于其它末端节段26A,26B,26C的重量。
如大体上理解的，各个末端节段26A,26B,26C的重量的平均位置可由重心表示。例如，如图5中示出的，第一末端节段26A可限定第一重心(CG1)，第二末端节段26B可限定第二重心(CG2)，并且第三末端节段26C可限定第三重心(CG3)。在一个实施例中，末端节段26A,26B,26C中的至少一个的重心的位置可不同于其余末端节段的重心的位置。例如，在特定实施例中，各个末端节段26A,26B,26C可具有重心，该重心由于制造公差和/或其它限制而限定在与其它末端节段的重心不同的位置。
现在返回参照图4，在(104)处，方法100可包括确定针对被平衡的各个叶片节段的初始静态力矩。如大体上理解的，针对给定的叶片节段的静态力矩可确定为其重量和相对于固定基准点的其重心的位置的函数。例如，静态力矩可使用以下方程式(方程式1)来计算：
SM =W *Dcg (1)
其中SM对应于针对叶片节段的静态力矩，W对应于叶片节段的重量，并且Dcg对应于在针对叶片节段的重心与限定在叶片节段(例如，叶片节段的端部中的一个)上的固定基准点之间限定的距离。
例如，使用如图5中示出的实例，针对各个末端节段26A,26B,26C的静态力矩可基于各个末端节段26A,26B,26C的确定的重量，和限定在各个末端节段的重心与固定的基准点(例如，各个末端节段26A,26B,26C的连结端部34)之间的距离来计算。具体而言，第一末端节段26A可在其连结端部34与重心(CG1)之间限定第一距离(d1)，第二末端节段26B可在其连结端部34与重心(CG2)之间限定第二距离(d2)，并且第三末端节段26C可在其连结端部34与重心(CG3)之间限定第三距离(d3)。因此，第一末端节段26A的初始静态力矩可通过将其重量(W1)乘以第一距离(d1)来计算。类似地，第二末端节段26B的初始静态力矩可通过将其重量(W2)乘以第二距离(d2)来计算，而第三末端节段26C的初始静态力矩可通过将其重量(W3)乘以第三距离(d3)来计算。在一个实施例中，末端节段26A,26B,26C中的至少一个的初始静态力矩可不同于其余末端节段的初始静态力矩。例如，在特定实施例中，各个末端节段26A,26B,26C可具有初始静态力矩，该初始静态力矩由于制造公差和/或其它限制而至少稍微不同于其它末端节段的初始静态力矩。
再次返回参照图4，在(106)处，方法100可包括将质量添加至多个叶片节段中的各个，以将针对各个叶片节段的初始静态力矩增加至预定的静态力矩。具体而言，如以上指示的，各个叶片节段可包括平衡箱62,64，质量可在平衡箱62,64内添加，以调节叶片节段的静态力矩。例如，在一个实施例中，可使用树脂和砂的混合物，以产生待添加在各个叶片节段的平衡箱62,64内的厚料浆料。作为备选，(多个)任何其它适合的材料可放置在各个叶片节段的平衡箱62,64内，以增加其质量，并且因此增加其对应的静态力矩。
应当认识到的，在其它实施例中，质量可添加至叶片节段中的各个，而不需要平衡箱的使用。例如，在一个实施例中，(多个)附加的材料(例如，树脂、粘合剂、重物等)可诸如通过将(多个)附加的材料联接于叶片节段的内部表面或壁而在任何适合的位置简单地定位在各个叶片节段的内部内，以增加其质量。
此外，应当认识到的，在若干实施例中，预定的静态力矩可对应于静态力矩，该静态力矩大于给定类型/模型的被平衡的叶片节段中的各个的初始静态力矩(例如，大于被平衡的末端节段26中的各个的初始静态力矩的预定末端静态力矩，和/或大于被平衡的根部节段24中的各个的初始静态力矩的预定根部静态力矩)。就此而言，被平衡的各个叶片节段可需要质量添加至其平衡箱(或(多个)任何其它适合的位置)，以允许叶片节段的初始静态力矩增加至预定的静态力矩。在一个实施例中，可选择预定的静态力矩，以便对应于基于制造公差和/或其它限制而大于允许给定类型/模型的叶片节段的最大静态力矩的静态力矩。例如，基于可允许的制造变化，可确定的是，给定类型/模型的叶片节段(例如，末端节段26或根部节段24)的全部或统计学上全部(例如，99.9％)将具有初始静态力矩，其小于给定的最大静态力矩。在此类情况下，预定的静态力矩可设定为针对此类类型/模型的叶片节段的最大静态力矩，或者预定的静态力矩可设定为大于最大静态力矩的静态力矩(例如，比最大静态力大1％-5％)。
通过将被平衡的叶片节段中的各个的静态力矩增加至共同的或预定的静态力矩，叶片节段可能够在将此类叶片节段与其它叶片节段组装以形成完整的分段式转子叶片时与彼此互换。就此而言，叶片节段可用于形成平衡的转子组，而没有对在现场中重新加重量或重新平衡节段的需要和/或不需要叶片节段与其它对应的叶片节段特别地匹配。
例如，在图5中示出的实施例中，质量可添加至末端节段26A,26B,26C中的各个的平衡箱64，以将各个末端节段的初始静态力矩增加至预定的末端静态力矩。如以上指示的，在一个实施例中，末端节段26A,26B,26C的初始静态力矩可从节段至节段变化。因此，不同量的质量可被需要添加至各个末端节段26A,26B,26C，以将其静态力矩增加至预定的末端静态力矩。一旦各个末端节段26A,26B,26C的静态力矩已增加至预定的末端静态力矩，末端节段就可形成一组均匀的末端节段，其可与对应的根部节段配对以形成平衡的转子组。
如以上指示的，应当认识到的，参照图4描述的方法100可类似地应用于根部节段24。例如，图6示出一组三个根部节段，即第一根部节段24A、第二根部节段24B以及第三根部节段24C。如示出的，第一根部节段24A具有第一重量(W1*)，并且在其根部端部28与重心(CG1*)之间限定第一距离(d1*)。类似地，第二根部节段24B具有第二重量(W2*)，并且在其根部端部28与重心(CG2*)之间限定第二距离(d2*)。此外，第三根部节段24C具有第三重量(W3*)，并且在其根部端部28与重心(CG3*)之间限定第三距离(d3*)。在此类实施例中，方法100可通过确定各个根部节段24A,24B,24C的重量及其对应的初始静态力矩两者应用(例如，作为重量和限定在重心与节段的根部端部28之间的距离的函数)。此后，质量可添加至根部节段24A,24B,24中的各个，以将各个根部节段的初始静态力矩增加至预定的根部静态力矩，其大于根部节段24A,24B,24C的最大初始静态力矩。
假定根部节段典型地设有比末端节段更大的可允许制造方差范围，在备选实施例中，可期望的是，与超过根部节段中的各个的初始静态力矩的静态力矩相反，基于被平衡的根部节段的特定组的最大初始静态力矩来设定预定的根部静态力矩。例如，当使图6中示出的成组三个根部节段24A,24B,24C平衡时，各个根部节段24A,24B,24C的重量和初始静态力矩可确定。此后，可识别具有最大初始静态力矩的根部节段，其中该根部节段的初始静态力矩设定为针对其余根部节段的预定根部静态力矩。质量可接着添加至其它根部节段，以将它们的初始静态力矩增加至预定的根部静态力矩，使得各个根部节段具有相同的静态力矩。
通过使成组三个根部节段24A,24B,24C基于针对该组的最大初始静态力矩平衡，可形成均匀平衡的根部节段，而没有不必要地增加各个根部节段的重量。此后，各个根部节段24A,24B,24C可与对应的平衡末端节段(例如，末端节段26A,26B,26C)简单地配对，而不需要将根部节段与特定末端节段匹配，以试图针对给定的风力涡轮产生一组平衡的转子叶片。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种平衡用于风力涡轮(10)的分段式转子叶片(22)的方法(100)，所述方法(100)包括：
确定针对多个叶片节段中的各个的重量，各个叶片节段在第一端部与第二端部之间延伸，并且构造成在所述第一端部与所述第二端部之间形成分段式转子叶片(22)的共同翼展区段；
基于所述叶片节段的所述重量确定针对各个叶片节段的初始静态力矩，所述叶片节段中的至少一个的所述初始静态力矩与其余所述多个叶片节段的所述初始静态力矩不同；以及
将质量添加至所述多个叶片节段中的各个，以将针对各个叶片节段的所述初始静态力矩增加至预定的静态力矩，所述预定的静态力矩大于所述多个叶片节段的所述初始静态力矩中的各个。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，各个叶片节段对应于末端节段(26)，所述第一端部对应于所述末端节段(26)的第二连结端部(34)，并且所述第二端部对应于所述末端节段(26)的末端端部(30)，所述第二连结端部(34)构造成联接于所述分段式转子叶片(22)的对应的根部节段(24)。
3.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，各个叶片节段对应于根部节段(24)，所述第一端部对应于所述根部节段(24)的根部端部(28)，并且所述第二端部对应于所述根部节段(24)的第一连结端部(32)，所述第一连结端部(32)构造成联接于所述分段式转子叶片(22)的对应的末端节段(26)。
4.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，还包括确定针对各个叶片节段的重心。
5.根据权利要求4所述的方法(100)，其特征在于，确定针对各个叶片节段的所述初始静态力矩包括基于针对各个叶片节段的所述重量和所述重心来确定所述初始静态力矩。
6.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，将质量添加至所述多个叶片节段中的各个包括将质量添加在平衡箱(64)内，所述平衡箱(64)安装在所述多个叶片节段中的各个的内部内。
7.根据权利要求6所述的方法(100)，其特征在于，所述多个叶片节段中的各个的所述第一端部对应于各个叶片节段的第二连结端部(34)，并且各个叶片节段在所述第一端部与所述第二端部之间限定翼展长度(54)，所述平衡箱(64)在各个叶片节段的所述内部内定位成离所述第二连结端部(34)等于小于25％的所述翼展长度(54)的距离(66)。
8.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述预定的静态力矩对应于基于可允许的制造变化等于或大于针对所述多个叶片节段的最大静态力矩的静态力矩。
9.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，各个叶片节段的所述初始静态力矩与其余所述多个叶片节段的所述初始静态力矩不同。
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