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。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
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。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。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。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。因此通过大量的统计分析,用经修正后的材料耐振强度和蒸汽弯应力之比作为叶片振动强。
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。基于叶尖定时原理,传感器安装于静止机匣上,感受叶片扫过的信号,经信调模块、采集模块及软件算法处理后可还原叶片的实时振动位移、频率、振幅等信息,为转子叶片振动特性验证、动应力安全监控、叶片疲劳和故障诊断提供直接有效数据。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。
振动的叶片对刀具切削刃施加了巨大的应变,造成裂纹,并且随机械和热应力而增加。制造整体叶盘所必需的组件成本在3.3万~8万美元之间,而且刀具因磨损和裂纹需不断更换。通常,在切削仅4米的材料就需要换刀。夹紧系统的初始实验表明刀具使用时间可以增加2~3倍。夹紧系统终结叶片振动削减了制造成本,大约每个整体叶盘5500美元。在修理中,叶片不能从材料中一件一件铣削出来,因为所有叶片都已经在那里。因此,如果它们的刃出现了磨损,制造商使用激光金属沉积重新熔覆材料,之后铣削成想要的外形。工人可以尝试使用夹紧器或橡胶将叶片夹持到位,但是不太可能很好地再调准好它们。因此,有必要在叶片的设计过程中建立合适的有限元模型并进行振动固有特性分析和响应分析。因此,工件之后必须重新测量,而且十分费时,夹紧系统就可以起到帮助。夹紧系统将叶片夹持在一个固定位置,可以解决这个挑战。叶片几秒种就被固定在位置上,能够立即进行加工。该工艺与新整体叶盘工艺稍有不同,因为夹紧系统的元件排列在一个圆圈上,同时夹持所有叶片。它不会改变整体叶盘的几何外形,哪怕一微米也不会。
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