CN109238670A - 风机叶片疲劳试验测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风机叶片疲劳试验测试装置，包括固定基座、叶片夹具、加载装置、距离传感器、控制器，所述叶片夹具夹紧待测风机叶片，所述叶片夹具固定在所述固定基座上，所述加载装置包括减速电机和旋转质量块，所述减速电机带动所述旋转质量块在竖直平面内做正弦转动，所述旋转质量块所产生的离心力作用于所述待测风机叶片上；所述距离传感器用于检测被测风机叶片受力处的位移，并将所检测到的位移值发送给控制器，控制器根据所述位移值，控制所述减速电机的转动频率，以使得所述减速电机的转动频率与所述被测风机叶片的振动频率相同；所述所检测到的弯矩值大于预设范围，则判断所述被测风机叶片疲劳失效。

Description

风机叶片疲劳试验测试装置

技术领域

本发明属于风机叶片的疲劳试验等技术领域，具体涉及一种风机叶片疲劳试验测试装置。

背景技术

风力发电机组的各组成部分中，叶片是将风能转换成机械能的重要部件，其结构、强度和稳定性对风力机组的可靠性起着重要作用。2012年4 月我国科技部声明：要求力推10兆瓦级海上风电机组整机和零部件设计关键技术研发，以期实现海上超大型风电机组的样机运行。目前国内测试都不能满足10兆瓦级的叶片测试，主要基于以下几个原因：1、试验台测试能力不足，不足以承受10兆瓦级叶片的测试弯矩；2、静力加载方式的弊端：现有吊车垂直向上加载存在加载的载荷分配不准确，加载不稳定和侧向加载的重力载荷影响；3、疲劳加载方式的弊端：电机偏心轮加载方式存在激振载荷有限，对于10兆瓦级叶片不足以引起谐振而达到测试载荷；4、一个测试台只能进行一个测试，不能将静力和疲劳测试同时进行，疲劳试验需要2到4个月的时间，时间成本太高。

因此，很有必要在现有技术的基础上，研究开发一种控制精确，测试结果可靠稳定，测试工作效率高和测试成本低的测试装置。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，提出了一种风机叶片疲劳试验测试装置，其可以改善上述现有技术存在的问题。

为实现本发明的目的而提供一种风机叶片疲劳试验测试装置，包括固定基座、叶片夹具、加载装置、距离传感器、控制器，所述叶片夹具夹紧待测风机叶片，所述叶片夹具固定在所述固定基座上，所述加载装置包括减速电机和旋转质量块，所述减速电机带动所述旋转质量块在竖直平面内做正弦转动，所述旋转质量块所产生的离心力作用于所述待测风机叶片上；所述距离传感器用于检测被测风机叶片受力处的位移，并将所检测到的位移值发送给控制器，控制器根据所述位移值，控制所述减速电机的转动频率，以使得所述减速电机的转动频率与所述被测风机叶片的振动频率相同；所述距离传感器检测所述被测风机叶片的根部的弯矩，所述所检测到的弯矩值大于预设范围，则判断所述被测风机叶片疲劳失效。

优选的，所述距离传感器为激光距离传感器。

优选的，所述旋转质量块的外侧圆周方向设有环形的安全罩。

优选的，所述安全罩上套有尼龙安全网。

优选的，所述旋转质量块上设有多个配重安装结构。

优选的，所述固定基座为筒形加载基座，所述叶片夹具固定在所述筒形加载基座的安装筒内。

优选的，所述叶片夹具通过高强度螺栓固定在所述筒形加载基座的安装筒内。

优选的，所述固定基座包括基座、法兰，所述法兰的一端通过螺栓固定在基座上，所述法兰的另外一侧通过螺栓连接所述叶片夹具。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的风机叶片疲劳试验测试装置，在加载力的频率接近风机叶片的振动频率时，叶片的振幅会急剧增加，且稳定幅值较大，被测风机叶片根部的弯矩误差小，检测此时风机叶片根部的弯矩值是否大于预设值，若大于预设值，可以判断被测风机叶片的根部发生疲劳失效，这种疲劳性能检测精度高，检测的效率可以大大得到提高。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的风机叶片疲劳试验测试装置的结构示意图。

附图标记说明：

固定基座1、被测风机叶片2、加载装置3、控制器4、距离传感器5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参考图1，图1为本发明实施方式提供的风机叶片疲劳试验测试装置的结构示意图。

如图1所示，本发明所提供的风机叶片疲劳试验测试装置，包括固定基座1、叶片夹具、加载装置3、距离传感器5、控制器4，所述叶片夹具夹紧待测风机叶片，所述叶片夹具固定在所述固定基座1上，所述加载装置3包括减速电机和旋转质量块，所述减速电机带动所述旋转质量块在竖直平面内做正弦转动，所述旋转质量块所产生的离心力作用于所述待测风机叶片上；所述距离传感器5用于检测被测风机叶片2受力处的位移，并将所检测到的位移值发送给控制器4，控制器4根据所述位移值，控制所述减速电机的转动频率，以使得所述减速电机的转动频率与所述被测风机叶片2的振动频率相同；所述距离传感器检测5所述被测风机叶片2的根部的弯矩，所述所检测到的弯矩值大于预设范围，则判断所述被测风机叶片2疲劳失效。

本发明提供的风机叶片疲劳试验测试装置，在加载力的频率接近风机叶片的振动频率时，叶片的振幅会急剧增加，且稳定幅值较大，被测风机叶片2根部的弯矩误差小，检测此时风机叶片根部的弯矩值是否大于预设值，若大于预设值，可以判断被测风机叶片2的根部发生疲劳失效，这种疲劳性能检测精度高，检测的效率可以大大得到提高。

优选的方案中，所述距离传感器5为激光距离传感器。激光距离传感器可以快速长距离的扫描被测风机叶片2，可以快速准确地获取大尺寸的风机叶片的局部位移变化值。

优先的方案中，所述旋转质量块的外侧圆周方向设有环形的安全罩。安全罩可以防止旋转质量块飞出造成的危险。

更优的方案中，所述安全罩上套有尼龙安全网，可进一步提高安全罩的安全性能。

优选的方案中，所述旋转质量块上设有多个配重安装结构，可以通过调整配重的大小，来改变旋转质量块的重量，以满足不同的实验加载要求。

优选的方案中，所述固定基座1为筒形加载基座，所述叶片夹具固定在所述筒形加载基座的安装筒内。

进一步的方案中，所述叶片夹具通过高强度螺栓固定在所述筒形加载基座的安装筒内。

除了上述方案，固定基座1还可以采用以下方案，所述固定基座1包括基座、法兰，所述法兰的一端通过螺栓固定在基座上，所述法兰的另外一侧通过螺栓连接所述叶片夹具。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种风机叶片疲劳试验测试装置，其特征在于，包括固定基座、叶片夹具、加载装置、距离传感器、控制器，所述叶片夹具夹紧待测风机叶片，所述叶片夹具固定在所述固定基座上，所述加载装置包括减速电机和旋转质量块，所述减速电机带动所述旋转质量块在竖直平面内做正弦转动，所述旋转质量块所产生的离心力作用于所述待测风机叶片上；所述距离传感器用于检测被测风机叶片受力处的位移，并将所检测到的位移值发送给控制器，控制器根据所述位移值，控制所述减速电机的转动频率，以使得所述减速电机的转动频率与所述被测风机叶片的振动频率相同；所述距离传感器检测所述被测风机叶片的根部的弯矩，所述所检测到的弯矩值大于预设范围，则判断所述被测风机叶片疲劳失效。

2.根据权利要求1所述的风机叶片疲劳试验测试装置，其特征在于，所述距离传感器为激光距离传感器。

3.根据权利要求1所述的风机叶片疲劳试验测试装置，其特征在于，所述旋转质量块的外侧圆周方向设有环形的安全罩。

4.根据权利要求3所述的风机叶片疲劳试验测试装置，其特征在于，所述安全罩上套有尼龙安全网。

5.根据权利要求1所述的风机叶片疲劳试验测试装置，其特征在于，所述旋转质量块上设有多个配重安装结构。

6.根据权利要求1所述的风机叶片疲劳试验测试装置，其特征在于，所述固定基座为筒形加载基座，所述叶片夹具固定在所述筒形加载基座的安装筒内。

7.根据权利要求6所述的风机叶片疲劳试验测试装置，其特征在于，所述叶片夹具通过高强度螺栓固定在所述筒形加载基座的安装筒内。

8.根据权利要求1所述的风机叶片疲劳试验测试装置，其特征在于，所述固定基座包括基座、法兰，所述法兰的一端通过螺栓固定在基座上，所述法兰的另外一侧通过螺栓连接所述叶片夹具。