叶片振动测量系统优选企业“本信息长期有效”

风电机组控制系统是整个发电机组的***，直接影响着整个发电系统的性能。但Δt太大，会在原始数据中引起低频和高频分量的混淆，不能真实反映原信号x（t）的全部情况，影响分析的精度。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。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。

高速旋转叶片振动实时监测技术是电力工业、能源工业、航空、航运业亟待解决的难题，传统的接触式测量方法很难做到同时监测同级的所有叶片的振动情况，因此国外一直在致力研究一种非接触式旋转叶片振动测量新技术—叶端定时测量技术。

即叶端定时传感器、高速脉冲信号采集及预处理、叶端定时测量数据的分析处理。***，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。设计开发了适应高速实时监测要求的全光纤叶端定时传感器，所研制的叶端定时传感器具有抗电磁干扰能力强、频宽优于100MHz，测量距离达到0.5mm 的特点。设计了基于固定频率脉冲填充法计数的高速脉冲信号采集及预处理电路，实现定时时间测量。

在总结前人对叶片固有特性和振动响应分析方法的基础上,采用解析法和有限元方法相结合,准确预估和分析叶片固有特性,采用CFD应用软件FLUENT对叶片进行三维流场的模拟,在此基础上对叶片进行振动响应分析。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。本文的主要研究内容大致可以归为以下几个方面：(1)研究叶片振动的解析计算方法,在叶片扭向角不大的情况下,通过建立一些假设将叶片视为变截面梁,利用经典的梁弯曲和梁扭转理论计算叶片的振型和自振频率。(2)采用ANSYS有限元软件,对叶片进行固有模态分析和带有预应力情况下的模态分析,并对两种情况下的结果进行了对比,其中考虑了转速不同时的离心力对叶片固有特性的影响,并绘制Campbell图。(3)采用FLUENT对叶片作流场分析,分析了叶片流场速度、压力等沿叶片径向分布情况,并研究了不同转速对叶片流场速度、压力的影响。(4)基于叶片流场分析的结果,应用ANSYS软件,对考虑S1、S2气动加载和集中载荷加载三种情况下的叶片振动响应进行了计算和分析。本文对叶片固有特性和振动响应分析方法研究实现了叶片振动解析法和考虑S1、S2气动加载、集中载荷加载振动响应的计算,对叶片的初期设计有重要的意义。

高速旋转叶片振动测量是现代工业亟待解决的难题，因此准确地测量叶片实际振动的频率和振幅成为一个重要研究领域。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。本文介绍了目前测量叶片振动行之有效的方法——叶端定时测量法，对叶片振动测量的叶端定时传感器进行了设计研究和试验，并建立了叶片振动测量系统，成功的实现了对叶片振动参数的测量。

发动机涡轮叶片既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分，测试叶片的谐振频率及频响特性是叶片测试的关键。影响叶片振动特性的主要因素影响叶片振动特性的主要因素有材料特性、结构参数和叶片连接条件。叶片的重量很轻，厚度很薄，面积也不是太大，不能使用传统的接触式测量方式，需使用***的非接触式激光测振方式，测试叶轮的谐振频率及频响。