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风轮

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。为流场不均匀系数，K，为成组形响系数，这些是对蒸汽弯应力的修正系数。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同）

由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为了避免这个问题，制造商不会完整铣削每个叶片，而是单独加工叶片的外刃到成品形状然后转到下一个。为保持风轮始终对准风向以获得大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

涡轮工作叶片的振动特性分析

本例以分析涡轮叶片的固有振动特性为主，忽略阻尼的作用，故为对无阻尼自由振动系统的分析研究。

涡轮工作叶片是燃气轮机中重要的零部件之一，在高温高压下，承受离心力和气动力,以及振动、腐蚀、氧化等作用，工作环境十分恶劣，因此叶片故障时有发生，约占燃气轮机事故的40％以上 ，造成的损失也往往占燃气轮机事故损失的一半左右。从这个意义上说，一台燃气轮机性能的好坏取决于叶片设计的合理与否。本文研究的吸气方法从新的角度来改善叶顶间隙的气流特性,较反旋流技术有较大的优势。目前，通过加长叶片(增大流通面积)，和提高机组转速(增大叶片承受能力)来满足发电及各种动力装置容量的急速扩大，是可行且普遍的方法。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。因此，对叶片的振动特性进行分析研究，以确保其在发动机工作转速范围内不发生共振并提高其高周疲劳的可靠性是非常重要的。研究叶片固有振动特性以排除叶片故障，提高可靠性，一直是燃气轮机设计、生产和使用中十分关注的问题。

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。叶片是风电机组的主要部件，其结构强度直接影响到风电机组的工作效率和运行可靠性。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。为了防止在运行中产生这些危险振动，必须算出与其相应的叶片固有频率，以便在叶片设计中充分考虑将它们与激振力频率调开。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。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。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）。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。