[实用新型]一种用于兆瓦级风机叶片的全尺寸测试系统及平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风机叶片的检测装置，具体涉及一种兆瓦级风机叶片全尺寸测试系统及平台。

背景技术

风力发电机组的各组成部分中，叶片是将风能转换成机械能的重要部件，其结构、强度和稳定性对风力机组的可靠性起着重要作用。2012年4月我国科技部声明：要求力推10 兆瓦级海上风电机组整机和零部件设计关键技术研发，以期在“十二五”末实现海上超大型风电机组的样机运行。目前国内测试都不能满足10兆瓦级的叶片测试，主要基于以下几个原因：1、试验台测试能力不足，不足以承受10兆瓦级叶片的测试弯矩；2、静力加载方式的弊端：现有吊车垂直向上加载存在加载的载荷分配不准确，加载不稳定和侧向加载的重力载荷影响；3、疲劳加载方式的弊端：电机偏心轮加载方式存在激振载荷有限，对于10兆瓦级叶片不足以引起谐振而达到测试载荷；4、一个测试台只能进行一个测试，不能将静力和疲劳测试同时进行，疲劳试验需要2到4个月的时间，时间成本太高。因此，很有必要在现有技术的基础上，研究开发一种控制精确，测试结果可靠稳定，测试工作效率高和测试成本低的测试装置。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种可操作性强，加载控制精度高，测试结果误差小，工作效率高，测试成本低，可有效解决现有技术大兆瓦级的风机叶片静力和疲劳测试系统诸多不足的兆瓦级风机叶片全尺寸测试系统及平台。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于兆瓦级风机叶片的全尺寸测试系统及平台，其包括用于安装风机叶片的双向测试平台，静力测试控制系统，疲劳测试激振控制系统，测量与记录系统和视频监控系统。

作为优选方案，所述的用于兆瓦级风机叶片的全尺寸测试系统及平台，所述的风机叶片与双向测试平台通过叶根连接法兰轴承连接。

作为优选方案，所述的用于兆瓦级风机叶片的全尺寸测试系统及平台，所述静力测试控制系统包括固定在风机叶片上的夹具，与夹具通过钢丝绳连接的载荷传感器，载荷传感器通过固定在地轨上的加载位置定滑轮连接在液压卷扬机上，每个液压卷扬机连接独立的就地控制器。该测试系统可根据测试要求随意调节加载位置并固定在地轨上，每个就地控制器连接独立的液压卷扬机，再用CAN网络线将每个就地控制器连接至主控制器上，主控制器可以设置加载步骤，实现多点载荷的同步协调加载，加载精度为≤±1% F.S.。

作为优选方案，以上所述的用于兆瓦级风机叶片的全尺寸测试系统及平台，所述疲劳测试激振控制系统包括固定在风机叶片上的连接夹具，与连接夹具相连的载荷传感器，所述的载荷传感器与液压作动筒相连后通过液压管路和控制液压流量的液压泵连接，所述的液压泵和就地控制器相连，就地控制器与主控制器相连。通过主控制器来调节液压作动筒的激励频率，初始的激励频率设置为叶片振动的一阶固有频率，使得液压作动筒和叶片同步，从而实现叶片疲劳测试所需要施加的交变恒幅载荷。在达到稳定之后，通过提高施加的载荷并保持激励频率的不变可以实现更大的幅值，这样可以达到所需的等效疲劳并缩短测试时间，提高工作效率。

作为优选方案，以上所述的用于兆瓦级风机叶片的全尺寸测试系统及平台，所述的测量与记录系统包括用于采集加载载荷的载荷传感器，激光位移传感器、应变片，就地控制器，动态应变仪，所述的载荷传感器和激光位移传感器相连后连接到就地控制器上，所述的应变片连接在动态应变仪上，就地控制器和动态应变仪连接在主控制器上。

本实用新型所述的主控制器可以实现载荷、位移以及应变的实时采集与曲线绘制功能以及整个动态振幅显示与存储，包括疲劳测试测试的实时显示与统计。测量的位移和应变同时用于监控载荷的施加，当位移或应变超出设置的警告线时，控制系统自动停止载荷的施加以保护叶片不受损坏。

作为优选方案，以上所述的用于兆瓦级风机叶片的全尺寸测试系统及平台，所述视频监控系统包括监控摄像头，所述的监控摄像头和主控制器相连，可以记录整个测试过程。实现视频监控与测量信号监控的同步进行。

有益效果：本实用新型提供的兆瓦级风力发电机叶片全尺寸测试系统及平台和现有的技术相比具有如下优点：

1、本实用新型提供的兆瓦级风力发电机叶片全尺寸测试系统及平台，结构设计合理，操作方便，可以实现叶片静力和疲劳测试的同步进行。静力测试中的载荷施加可以实现多点协调同步加载和分级加载；疲劳测试中的载荷施加可以满足不同载荷的需求，相比目前常用的伺服电机共振加载方式有限的载荷施加而言，可以针对更大的叶片施加要求的等效疲劳载荷并可以大大缩短测试时间，提高工作效率；