[發明專利]風力發電機葉片結冰粘結力模擬測試系統及模擬測試方法

在審

• 申請號: 201910358531.0
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110044816A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 石磊;李巖;孫策;王紹龍
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 趙俊宏

本發明針對現有技術中對葉片附冰的附著力進行測試時，由于測試件的測試環境與實際葉片的使用環境相差比較大，使得測試結果與實際結果有比較大的差異的不足，提供一種風力發電機葉片結冰粘結力模擬測試系統及模擬測試方法，此系統包括控制系統，風機葉片模擬裝置、風機工作環境模擬系統和附冰脫落檢測裝置，由風機葉片模擬裝置模擬風機葉片的轉動，由風機工作環境模擬系統制造風機工作的氣候條件并對模擬的工作環境進行檢測，由附冰脫落檢測裝置檢測附冰是否脫落并在附并脫落時向控制系統發送附冰脫落信號，采用本發明方法及系統對風機葉扯的附著力進行測試，可以比較接近風機葉片的實際工作環境，使測試結果更接近實際，另外，比較方便和容易。

技術領域

本發明涉及模擬測試系統及模擬測試方法，特別是風力發電機葉片結冰粘結力的模擬測試系統及模擬測試方法。

背景技術

近年，隨著環保意識的增強，可再生風能源利用越來越受到青睞，在高原、寒冷地區以及山脊山頂等地方，風能源豐富，具有很大的開發價值，但由于這些地方溫度低，濕度大，因此易引起葉片結冰，對風力發電機葉片氣動性能產生不良影響，比如，會造成葉片過載，葉片載荷不均勻，或在葉片轉動過程中造成附冰脫落，帶來運營事故，因此需要對附著在葉片表面的冰進行即時清除。目前去除附冰主要包括熱能除冰和機械除冰，機械除冰就是用機械方法把冰破碎，然后靠氣流將破碎的冰去除，或者利用離心力，震動的方法將冰去除，熱能除冰的方法是利用熱能將附著在葉片上的冰加熱使其與葉片結合之處融化，從而將冰去除。但是由于現階段對于不同氣候條件下或不同的濕度條件下附冰的機理研究并不全面，不能得知不同氣候條件下冰的附著力，因此為保證系統運行安全，防除冰系統會按大功率進行防冰除冰作業，給能源帶來了巨大浪費。為了解決上述技術問題，專利申請號為201810017469.4名稱為一種材料表面動態成冰粘附力測定方法及其裝置的中國發明專利申請，其公開日為2018年6月19日，公布號為108181233A，公開了一種動態冰粘附力測定方法及其裝置，該裝置和方法可測試出動態成冰的附冰的粘附力，但由于其測試系統僅采用了將待測試件旋轉在旋轉臂上通過電機帶動旋轉臂轉動從而使附冰在離心力的作用下脫離測試件的方法，在測試當中，其均是在室溫條件下對測試件進行附冰脫離測試，而現實中，風機的使用環境是相當復雜的，其與室溫條件相差很遠，使得測試結果不是很準確，尤其是在測試過程中測試件所受到的壓力和風力都沒有考慮，因此，測試結果不準確。

發明內容

本發明的目的是，針對現有技術對葉片附冰的附著力進行測試時，由于測試件的測試環境與實際葉片的使用環境相差比較大，使得測試結果與實際結果有比較大的差異的不足，提供一種風力發電機葉片結冰粘結力模擬測試系統及模擬測試方法。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

一種風力發電機葉片結冰粘結力模擬測試方法，在模擬結冰室內在設定的氣候條件下使風機葉片結冰并記錄結冰的質量，將風機葉片設置在模擬測試系統中的密封腔內，并使密封腔內的環境與設定的氣候條件一致或相當，通過旋轉風機葉片并不斷提升其旋轉速度，使附冰脫落，記錄附冰脫落時模擬的風機葉片的旋轉速度，計算出附冰脫落時的離心力，該離心力即為風機葉片在不同氣候條件下附冰的附著力；

氣候條件為溫度、壓力和風速。

風力發電機葉片結冰粘結力模擬測試系統，包括控制系統、風機葉片模擬裝置、風機工作環境模擬系統和附冰脫落檢測裝置，由風機葉片模擬裝置模擬風機葉片的轉動，所述風機工作環境模擬系統包括風機工作環境模擬裝置和工作環境檢測裝置，由風機工作環境模擬裝置制造風機工作的氣候條件由工作環境檢測裝置對模擬的工作環境進行檢測并將檢測結果反饋給所述的控制系統，由附冰脫落檢測裝置檢測附冰是否脫落并在附并脫落時向控制系統發送附冰脫落信號；

風機葉片模擬裝置包括風機葉片、驅動風機葉片旋轉的風機葉片旋轉裝置和風機葉片轉速傳感器，風機葉片轉速傳感器與控制系統電信號連接，風機葉片傳感器檢測風機葉片的轉速并向控制系統反饋,由風機葉片旋轉裝置驅動風機葉片做升速旋轉；