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风扇叶片电加热除冰及电阻丝布置的实验研究
舒立春、齐家豪、胡琴、姜兴良、邱刚、李汉涛
1 项目背景
我国风电机组总装机容量跃居世界第一，并且还在逐年增加。其中中材科技风电叶片，我国风电场主要分布在“三北”等相对潮湿寒冷的地区，该地区风电叶片结冰严重。. 叶片结冰对风机的机械性能和空气动力性能造成很大危害，严重影响风机的输出效率。我国风力发电起步较晚，国内对风电叶片除冰技术的研究较少且不成熟。为保证风电场正常稳定运行，风电机组叶片冰灾的防治成为风电产业发展必须解决的问题。一。
2 论文解决的问题及其意义
本文以一台 300W 的小型风力发电机作为测试对象。不同环境条件下的电加热除冰试验在人工气候室中进行。分析了环境温度、空气中液态水含量、相对风速和加热功率密度对除冰时间的影响。同时提出了电阻丝的合理布置，比较了不同电阻丝布置下的除冰效果。研究成果为扇叶防冰灾和电加热除冰技术的推广应用提供参考和支持。
3 论文主要内容
随着加热功率的增加吊车出租，除冰时间曲线的趋势越来越平缓；在这种环境条件下，当加热功率密度较小时，不同结冰厚度下的除冰时间差异很大。除冰时间随着温度的降低而增加，增加的幅度会越来越大。当温度较低时，不同结冰厚度下的除冰时间差异很大。除冰时间随着风速和LWC的增加而增加，但在不同的结冰厚度下，曲线的增加是不同的。当结冰厚度为20mm时，除冰时间变化较为平稳。随着相对风速和LWC的增加，除冰时间缓慢增加；但是当结冰厚度减少到10mm时，
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图1 外界因素对除冰时间的影响
电阻丝的展向排列和弦向排列可以形成不同的融水通道。融水通道形成后，随着叶片的转动，前者的融水在根部流出，融水从叶片的尖端流出；叶尖采用弦向布置除冰效果优于展向布置，叶根位置适合展向布置；此外，观察到，脱落的冰层不是整个脱落，而是分段脱落：叶片前半部分的冰层是由于在大离心力的作用下最先脱落的; 由于厚度小，叶片后半部分的冰层很小，
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图2 三种叶片除冰效果对比
4。结论
本文通过对风机进行电加热除冰试验，分析外界因素对除冰时间的影响，提出合理布置电阻丝。结果显示：
1)结冰厚度小时，除冰时间随结冰厚度变化剧烈。随着结冰厚度的不断增加吊车出租，除冰时间逐渐趋于平稳中材科技风电叶片，直至无明显变化。
2)随着加热功率和环境温度的增加，除冰时间减少，且下降趋势变慢，不同冰厚下除冰时间的差异越来越小。
3)随着相对风速和LWC的增加，除冰时间增加，增加趋势越来越强烈，无法达到除冰效果；当结冰厚度较小时，除冰时间基本呈线性变化。
4) 叶尖电阻丝应沿弦向布置，根部电阻丝应沿展向布置，形成融水循环通道，加快冰层融化效率；同时，叶片尖端的冰层易于除冰。发生脱落，根部的冰层很容易融化。
引文信息
舒立春，齐家豪，胡琴，等。风扇叶片电加热除冰及电阻丝布置试验研究[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(13):3816-3822.
舒立春, 齐家豪, 胡琴, 等.风电叶片电加热除冰及电阻丝布置试验研究[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(13): 3816-3822 (中文).
团队介绍
作者团队是复杂大气环境电气外绝缘团队。团队现有教授4人，副教授1人。该课题组隶属于重庆大学电气工程学院高压与外绝缘系，拥有输配电设备与系统安全与新技术国家重点实验室。绝缘子及扇叶覆冰生长模型及防冰融冰方法研究[J].
舒立春，教授，博士生导师，从事高海拔、污染、冰雪覆盖、湿沉降环境研究。中外绝缘研究。作为项目负责人或首席研究员，参与（含完成）多项国家重点基础研究发展计划（973)项目、国家科技支撑计划、国家自然科学基金（含重大研究项目））项目、省部级重点科研项目等，发表学术论文120余篇，出版专着2部，获国家级省部级以上科研奖励10余项，其中科学技术二等奖。和技术进步，
胡琴，教授，博士生导师，主要从事复杂环境下输电线路外绝缘放电和电晕放电的研究。研究团队长期从事防冰减灾技术研究。近年来，在绝缘子、电线覆冰与熔化、风力发电机组覆冰与熔化等方面进行了大量模型和实验研究。
