[發明專利]一種風力發電機葉片的疲勞測試方法

有效

• 申請號: 201611213822.3
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106762454B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 朱文雯;蔣作平;劉金鵬;周紹君
• 申請（專利權）人: 上海致遠綠色能源股份有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;G01M13/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明涉及一種風力發電機葉片的疲勞測試方法，其特征在于，包括以下步驟：將待測試的葉片通過連接法蘭與輪轂連接在一起，輪轂固定在支座上，隨后進行靜態載荷測試；將帶有變頻器的電機通過減速機與偏心輪相聯結，從而組合成激振載荷加載裝置，將激振載荷加載裝置固定在葉片上，使葉片發生共振，獲得葉片振動的次數，若葉片在要求的振動次數內不發生破壞，則葉片具有足夠的疲勞強度。本發明的優點是：提高了葉片測試效率、降低了試驗測試周期；空間占用不大，測試用的設備較小；降低了試驗測試成本，電力成本要求較少；實驗地點可以移動，不用占用固定的場地。

技術領域

本發明涉及一種風力發電機葉片的疲勞測試方法。

背景技術

隨著社會經濟的迅猛發展，人們對能源的需求與日俱增，由此帶來的環境污染也日益加重。風能是一種清潔的可再生能源，因而風力發電機越來越受到世界各國的關注和應用。

葉片是利用風能帶動發電機旋轉的關鍵介質，葉片的強度直接影響著風力發電機的安全性能。風力發電機葉片對于風力發電機來說非常重要。對風力發電機葉片進行疲勞測試是風力發電機評估的必要過程。

目前，疲勞強度常用有限元方法來模擬分析，但經常誤差較大。疲勞實驗測試經常被應用于評估葉片疲勞強度。現有的疲勞測試方法有很多的不足：1、空間要求大，在中小型風力發電機中根本不適用；2、測試設備比較貴；3、需要固定場地，不可移動；4、電動機功率要求比較高；5、耗電比較多；6、測試時間比較長。

發明內容

本發明的目的是能夠更加簡便和快速地測試葉片疲勞性能。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種風力發電機葉片的疲勞測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、將待測試的葉片通過連接法蘭與輪轂連接在一起，輪轂固定在支座上；

第二步、對葉片進行靜態載荷測試，從而得到加載載荷與葉片位移之間的對應關系；

第三步、將帶有變頻器的電機通過減速機與偏心輪相聯結，從而組合成激振載荷加載裝置，將激振載荷加載裝置固定在葉片上；

第四步、確定測試周期，獲得測試周期內的循環次數，通過材料的SN曲線得到當前循環次數下的當量載荷作為測試目標載荷，根據第二步得到的加載載荷與葉片位移之間的對應關系，得到與測試目標載荷對應的葉片位移；

第五步、電機通過減速機驅動偏心輪旋轉，偏心輪的旋轉速度為激振載荷的激振頻率，使得激振頻率接近葉片的固有頻率，使葉片發生共振，調整變頻器的頻率，使葉片共振時的振動位移接近第四步得到的葉片位移，并保持不變；

第六步、根據偏心輪的激振頻率以及實際的測試周期得到葉片振動的次數，若葉片在要求的振動次數內不發生破壞，則葉片具有足夠的疲勞強度。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：1、提高了葉片測試效率、降低了試驗測試周期；2、空間占用不大，測試用的設備較小；3、降低了試驗測試成本，電力成本要求較少；4、實驗地點可以移動，不用占用固定的場地。

附圖說明

圖1是本發明葉片測試臺的整體布局圖；

圖2是本發明專利的測試流程圖。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

本發明首先利用共振原理來對激振載荷進行放大，節省功率輸入。其次，采用增大疲勞測試載荷的方式來縮短測試周期，節省測試時間。再次，通過靜態拉力測試得到測試載荷和位移之間的關系，使疲勞測試實驗中可通過直接測量位移來得到測試載荷。最后，記錄葉片測試載荷的次數，跟葉片設計壽命時間內計算的載荷次數進行比對，就能得到葉片的疲勞壽命。