風(fēng)力發(fā)電機組及其葉片的主要測試項目

1、1葉片主要檢驗和分析項目葉片主要檢驗和分析項目風(fēng)力發(fā)電機組動力性能的測試要根據(jù)IEC6140023“風(fēng)力機發(fā)電系統(tǒng)第23部分：風(fēng)輪葉片全尺寸結(jié)構(gòu)試驗”標(biāo)準(zhǔn)的最新版執(zhí)行。1.11.1葉片靜力試驗葉片靜力試驗靜力試驗用來測定葉片的結(jié)構(gòu)特性，包括硬度數(shù)據(jù)和應(yīng)力分布。葉片可用面載荷或集中載荷（單點多點載荷）來進行加載。每種方法都有其優(yōu)缺點，加載方法通常按下面討論的經(jīng)驗方法來確定。包括分布式面載荷加載方法、單點加載方法、多點加載方法。靜力試驗加載

2、通常涉及一個遞增加載順序的應(yīng)用。對于一個給定的加載順序，靜力試驗載荷通常按均勻的步幅施加，或以穩(wěn)定的控制速率平穩(wěn)地增加。必要時，可明確規(guī)定加載速率與最大載荷等級的數(shù)值。通常加載速率應(yīng)足夠慢，以避免載荷波動引起的動態(tài)影響，從而改變試驗的結(jié)果。1.21.2葉片疲勞試驗葉片疲勞試驗葉片的疲勞試驗用來測定葉片的疲勞特性。實際大小的葉片疲勞試驗通常是認(rèn)證程序的基本部分。疲勞試驗時間要長達幾個月，檢驗過程中，要定期的監(jiān)督、檢查以及檢驗設(shè)備的校準(zhǔn)。在

3、疲勞試驗中有很多種葉片加載方法，載荷可以施加在單點上或多點上，彎曲載荷可施加在單軸、兩軸或多軸上，載荷可以是等幅恒頻的，也可以是變幅變頻的。每種加載方法都有其優(yōu)缺點。加載方法的選用通常取決于所用的試驗設(shè)備。主要包括等幅加載、分塊加載、變幅加載、單軸加載、多軸加載、多載荷點加載、共振法加載。推薦的試驗方法的優(yōu)缺點如下表：表1推薦的試驗方法的優(yōu)缺點推薦的試驗方法的優(yōu)缺點試驗方法優(yōu)點缺點分布式表面加載（使用沙袋等靜重）精確的載荷分布剪切載荷分

4、布很精確只能單軸只能靜態(tài)載荷失效能量釋放可導(dǎo)致更嚴(yán)重的失效非常低的固有頻率單點加載硬件簡單一次只能精確試驗一個或兩個剖面由試驗載荷引起的剪切載荷較高多點加載一次試驗可試驗葉片更復(fù)雜的硬件和載荷控制應(yīng)在葉片表面臨界區(qū)域測量葉片應(yīng)變，葉片上的比較典型的位置為：幾何形狀突變、臨界的細部設(shè)計或應(yīng)變水平預(yù)計較高的位置。1.61.6葉片固有頻率測量葉片固有頻率測量通常重要的頻率只限于揮舞方向的一、二階和擺振方向的一階頻率（有些情況下，還包括扭轉(zhuǎn)一階

5、頻率）。對于大多數(shù)葉片來說，這些頻率間隔很好，且很少會耦合。因此，可把葉片置于所要求的振動模態(tài)下，監(jiān)測來自諸如應(yīng)變計、位移傳感器或加速度計等的振動模態(tài)響應(yīng)信號，逐個地直接測量出這些頻率。二階揮舞方向的激振模態(tài)可能會導(dǎo)致一些問題，尤其是對剛性非常大的葉片測量的過程中。1.71.7葉片阻尼測量葉片阻尼測量可以通過測量葉片揮舞和擺振方向無擾動振蕩的對數(shù)衰減量確定葉片的結(jié)構(gòu)阻尼。振幅必須足夠小，以排除氣動阻尼（幾厘米）的影響。應(yīng)注意阻尼通常與溫

6、度關(guān)系密切。1.81.8葉片振型測量葉片振型測量與清晰間隔固有頻率的低阻尼線性結(jié)構(gòu)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)振型值，可以由（在共振時）傳遞函數(shù)的虛部來逼近，此傳遞函數(shù)是確定振型值點處的輸入力與加速度響應(yīng)關(guān)系的函數(shù)。進行揮舞和擺振方向的振型測量時，可將葉片安裝在剛性試驗臺上，在葉片的某個適當(dāng)點處（多數(shù)在葉尖）施加一個激振力（以相關(guān)的頻率），沿葉片適當(dāng)間隔位置監(jiān)測所引起的加速度響應(yīng)，激振力可由力傳感器來測量，加速度由加速度計來測量，然后把測量值輸入分析儀中

7、，通過分析儀獲得可能的模態(tài)數(shù)以及在共振頻率下復(fù)雜傳遞函數(shù)的相位，在文獻[7]中給出詳細說明。除采用移動單個加速度計的方法外，還可以沿葉片展向均勻地布置若干加速度計，用一系列強迫頻率來激振葉片，也可以確定葉片的振型。1.91.9葉片質(zhì)量分布葉片質(zhì)量分布測量測量粗略的質(zhì)量分布可以通過測量葉片總質(zhì)量和重心的方法計算出來，必要時可把葉片截成小段并稱出每段的重量來測量其質(zhì)量分布。1.101.10葉片蠕變?nèi)~片蠕變測量測量對蠕變敏感的材料來說，有必要