[發明專利]柔性塔筒的性能測試方法和設備

在審

• 申請號: 201710876668.6
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107870008A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 潘祖金;高超
• 申請（專利權）人: 上海艾港風電科技發展有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 上海弼興律師事務所31283
• 代理人: 胡美強,孫靜

技術領域

本發明涉及風力發電機設備領域，特別涉及一種柔性塔筒的性能測試方法和設備。

背景技術

隨著風電技術的不斷發展，更大的葉輪直徑和更高的塔筒已成為風電發展的主要趨勢，兆瓦級風力發電機組的塔筒高度一般都在幾十米以上，甚至超過一百多米，隨著高度的上升，塔筒的制造成本也隨之大幅增加。現有的大部分塔筒的重量超過百噸(約占風電機組總重的一半)，成本約占風電機組總成本15％～20％。所以現有很多整機廠開始研究使用制造成本低、輕量化的塔筒，即柔性塔，并能保證與機組不會產生共振。該成果能大大降低塔筒成本，具有良好的經濟效益。隨著技術的發展，柔性塔筒肯定會漸漸的取代現有的剛性塔筒。可是由于風電機組的零部件幾乎全部安裝在塔架上，在風力發電機組中主要起支撐作用，塔架一旦發生傾倒垮塌，往往造成整個風電機組的毀滅性損失。所以說，針對于塔筒的安全性能的全面測試是非常有必要的。現有的測試流程是對塔筒進行焊縫無損探傷和平面度檢查，噴砂，噴漆處理后，完成內件安裝和成品檢驗后，運輸至安裝現場。很顯然，處于對整個20年的周期內塔筒的安全運行的考慮，這些測試數據肯定是不夠的。要想確保柔性塔筒在20年的運行周期內安全可靠，就必須有更進一步的模態和疲勞測試。如何有效真實的實現柔性塔筒的性能測試是確保柔性塔筒的質量和安全運行的一項關鍵技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中無法有效的實現針對于柔性塔筒的性能測試，讓測試環境可以真實體現塔筒的實際運行現狀的缺陷，提供一種柔性塔筒的性能測試方法和設備。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種柔性塔筒的性能測試方法，其包括有：將傳感器固定在柔性塔筒上，所述傳感器用于測量應變值和所述柔性塔筒的模態性能參數；將激振器固定在所述柔性塔筒上，并通過啟動所述激振器對所述柔性塔筒進行激振，以進行疲勞測試；調試所述傳感器和連接在所述柔性塔筒上的信息采集儀，以對柔性塔筒進行模態測試；記錄所述模態測試和所述疲勞測試的數據。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試方法中，所述激振為多點激振。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試方法中，根據所述柔性塔筒的高度的不同，選用不同數量、不同激振力的所述激振器。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試方法中，所述傳感器實時測量所述柔性塔筒上與所述激振器接觸處的截面位置上的應變值，并實時測量所述柔性塔筒的模態性能參數。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試方法中，對所述柔性塔筒進行無損探傷檢測。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試方法中，在進行所述柔性塔筒的性能測試之前，將所述柔性塔筒、所述激振器、所述傳感器和所述信息采集儀運輸到風場，將所述柔性塔筒固定在風力機基礎平臺上。

一種柔性塔筒的性能測試設備，其包括有：柔性塔筒；傳感器，所述傳感器設置在所述柔性塔筒上，用于測量所述應變值并測量所述柔性塔筒的模態性能參數；激振器，所述激振器設置在所述柔性塔筒上，用于激振所述柔性塔筒使所述柔性塔筒與所述激振器產生共振，并產生應變值；控制裝置，所述控制裝置分別與所述傳感器和所述激振器通信連接，用于控制所述激振器振動以及采集所述傳感器的數據。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試設備中，所述激振器包括框架、驅動裝置和振動裝置；所述框架固定在所述柔性塔筒上，所述驅動裝置和所述振動裝置設置在所述框架上，所述驅動裝置驅動所述振動裝置運動以產生激振力。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試設備中，所述驅動裝置包括驅動電機、驅動氣缸和直線滑軌；所述直線滑軌設置在所述框架上，所述振動裝置與所述直線滑軌滑動連接；所述驅動氣缸與所述振動裝置連接，用于驅動所述振動裝置沿所述直線滑軌滑動；所述驅動電機與所述驅動氣缸連接，用于驅動所述驅動氣缸。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試設備中，所述振動裝置包括振動塊連接板和多個振動塊，所述振動塊連接板與所述直線滑軌滑動連接，多個所述振動塊安裝在所述振動塊連接板上。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試設備中，所述傳感器包括應變片，所述應變片用于實時測量所述應變值。

較佳地，在本發明的柔性塔筒的性能測試設備中，所述傳感器包括速度傳感器，所述速度傳感器用于測量模態測試中所述柔性塔筒的模態性能參數。