兆瓦级风力机叶片疲劳加载系统及其自适应扫频控制

设计一套偏心质量快驱动的兆瓦级风力机叶片疲劳加载试验系统,整个加载系统采用多级网络互联模式。由于疲劳试验周期较长,导致加载点刚度变化,引起叶片振幅衰减。针对该问题,通过激光测距仪获取加载点振幅作为控制指标,并以振幅变化及其变化趋势作为输入,加载频率作为输出,建立模糊扫频控制系统,变频电机驱动叶片实现等幅振动。试验结果表明该加载系统结构可靠、自动控制过程稳定,自适应扫频控制器能有效维持风力机叶片的幅值误差小于5 mm,满足试验要求。

风电叶片单点疲劳加载过程数值仿真与试验

设计了一套风电叶片单点疲劳加载系统,基于拉格朗日方程建立了振动耦合数学模型,对振动特征规律(叶片振幅、电机电流)分别进行数值仿真。当驱动频率与叶片固有频率偏差较小时,固存的机电耦合现象会导致叶片振幅稳定,若偏差增大,叶片振幅则发生剧烈波动。加载源电流跟随叶片振动产生周期性波动,且转速越大,等负载下的电流相对越大,共振时电流达到最大。建立了一套单点疲劳加载试验系统,对振动过程中的叶片振幅和电流进行测试。试验结果验证了数学模型与仿真模型的准确性,该结论为疲劳加载解耦控制算法的制定提供了理论依据。

风电叶片疲劳加载过程频率俘获特性

为了研究风电叶片振动过程的频率俘获特性,建立一套摆锤驱动的风电叶片疲劳加载系统,根据拉格朗日力学原理推导出两者的动力学模型,并给出了机电耦合数学模型。编制仿真模型,充分解释了两者的频率俘获过程,定性揭示了该系统的自同步振动特性。多次疲劳加载试验结果表明:当摆锤回转驱动频率在0.48～0.58 Hz时,不仅摆锤回转系统会发生回转频率俘获,风电叶片同样会产生振动频率俘获;随着回转驱动频率的增大,叶片的俘获频率也相应增大。当驱动频率<0.43 Hz或>0.65 Hz时,叶片振动频率不会被俘获,表现为振动频率的上下波动,回转驱动频率越远离俘获区间,叶片频率及振幅的波动越明显。

风电叶片疲劳加载装置关键参数研究

风电叶片疲劳加载试验是指在试验室环境下用特定的装置模拟风载对叶片的振动疲劳作用,以此来检验叶片的疲劳寿命。该文以旋转偏心质量块共振(摆锤共振)加载装置为研究对象,介绍加载系统组成、工作原理以及试验步骤,使用共振能量分析的方法研究加载系统中各参数之间的关系以及参数的确定。

斜拉索足尺疲劳试验的关键问题

随着斜拉桥建设的增多,斜拉索的疲劳问题越来越突出。作为研究斜拉索疲劳性能的主要手段,拉索足尺疲劳试验因其规模大、成本高等原因,在世界范围尤其是国内所进行的次数并不多。在研究国内外相关文献的基础上,提出了斜拉索疲劳的安全度准则及试验抽样方法,总结了疲劳试验参数的确定方法并比较了国内外规范的相关规定,研究并总结了目前为止国内外主要的拉索足尺疲劳试验,并介绍了疲劳试验常用的加载方式。