风电机组控制系统是整个发电机组的核心,直接影响着整个发电系统的性能。由于风电机组叶片受到阵风推力产生的轴向方向上的载荷巨大,风速的微小变化就会引起轴向力较大的变化,引起叶片在轴向方向上振动,所以设计合理的控制系统对叶片进行降载减振将降低叶片,轮毂以及其他相关部件载荷,对风电机组的运行寿命起着至关重要的作用。反旋流只有在合适的流速和流量下才能起到抑振的作用,否则就会导致振动失稳,
叶片裂纹故障检测
风电机组控制系统是整个发电机组的核心,直接影响着整个发电系统的性能。由于风电机组叶片受到阵风推力产生的轴向方向上的载荷巨大,风速的微小变化就会引起轴向力较大的变化,引起叶片在轴向方向上振动,所以设计合理的控制系统对叶片进行降载减振将降低叶片,轮毂以及其他相关部件载荷,对风电机组的运行寿命起着至关重要的作用。反旋流只有在合适的流速和流量下才能起到抑振的作用,否则就会导致振动失稳,且反旋流结构复杂,设计时计算困难,因此其工程应用并不多。现有风电机组控制系统通过设置变桨机构,在风速过大的时候,变换桨叶角度来改变叶片处的空气入流角,减小叶片受到的轴向载荷,但是变桨动作所需要的扭矩巨大,同时叶片本身具有较大的转动惯量,作为变桨执行机构的低速大扭矩电机的响应时间延迟较大,不能及时的进行变桨动作,导致叶片轴向方向上振动过大,载荷过高,无法达到叶片所能承受的范围,影响叶片以及整个机组的性能和寿命,导致风电机组维护成本巨大。
利用有限元方法分析了某径流式涡轮增压器叶片的振动特性,得出了叶片的各阶自振频率及相应振型,计算结果与实验结果较为吻合。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。分别对压气机和涡轮叶片进行了共振特性分析,在此基础上进行了压气机和涡轮叶片的共振相干分析,得出了在该增压器设定工作转速下,叶片发生共振的概率,并评估了叶片的工作可靠性。
我国沿岸很多地方风能资源丰富, 风能发展潜力巨大,具备很好的开发前景,通过在这些地点建立风电机组可以充分利用这些能源,创造巨大的经济价值。风电机组控制系统是整个发电机组的核心,直接影响着整个发电系统的性能。这不仅导致叶片的工作应力增大,更为重要的是,还会导致叶片在其工作转速的范围内发生共振从而产生故障,高周疲劳的可靠性也因而降低。由于风电机组叶片受到阵风推力产生的轴向方向上的载荷巨大,风速的微小变化就会引起轴向力较大的变化。
在风力发电机运行过程中,其相关振动信号能够有效反映设备部件运行状况, 并承载着设备故障信息。为此,利用相应技术对风机振动信号进行有效检测和分析, 将其数据作为设备健康状况的判断依据,就能实现风机叶片故障的有效预测。首先对叶片固有特性分析方法和振动响应分析方法进行了综合性评述。风机叶片工作中的振动频率一般在0.2Hz 以上,对比位移、速度和加速度,其中加速度信号幅值较大,表明可以充分利用加速度信号作为测量和处理对象。
利用加速度传感器对风机叶片加速度值进行测量,可有效掌握风机叶片的振动程度。其原理如下:首先,对加速度进行积分处理,获得速度信号v,从而掌握风机叶片振动频率;其次,对速度信号进行再积分,掌握风机叶片的振动位移s, 进而对风机叶片振动幅度进行有效掌握;获取三轴的加速度情况,并对振动位移分量进行合成以获取加速度矢量,通过已有信息得出叶片振动大小和方向,进而判断风机是否存在故障。这些方法虽有明显的减振作用,但效果有限,且其结构固定,无法实现参数的调整。
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