[发明专利]一种大型风力机叶片刚度改善装置

说明书

本发明涉及一种大型风力机叶片刚度改善装置，包括安装在大型风力机叶片上的叶片位移监测系统、叶片应力监测系统以及刚度性能调整系统，叶片位移监测系统包括发射端、接收端、计算集成模块以及成像面，刚度性能调整系统包括拉拔系统、钢丝、锚板、拉力传感器、固定螺栓以及信号传输模块，叶片应力监测系统由若干个应力传感器和数据集成模块组成，本发明具有可以对叶片施加以预应力，抑制大型风力机叶片振动幅度，缓解自然风环境或地震作用下所产生的不利振动现象，同时保证叶片整体安全以及工作可靠度，有利于风力机设施的正常运行的优点。

技术领域

本发明涉及风工程技术领域，具体涉及一种大型风力机叶片刚度改善装置。

背景技术

风力机叶片长大轻柔，易在自然风环境或地震作用下产生各类振动，叶尖挥舞等振动现象易造成叶片根部等关键部位产生疲劳现象，进而影响整体风力机体系使用寿命，并导致严重的安全隐患。传统风力机叶片振动控制多采用气动或机械措施，然而此类被动处理往往很难适用于复杂多变的边界层真实风环境和地震作用。因此，提出可以有效直接提高叶片刚度性能的设备，对于此类设结构部件的振动抑制和安全运行尤其重要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是针对背景技术提出的问题，提供一种大型风力机叶片刚度性能改善的装置，本发明通过拉拔系统实时改善叶片刚度性能用以抑制结构构件振动，集成叶片位移监测系统与叶片应力监测系统，很好地实现叶片刚度性能改善的可控性。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种大型风力机叶片刚度改善装置，其中：包括安装在大型风力机叶片上的叶片位移监测系统、叶片应力监测系统以及刚度性能调整系统，叶片位移监测系统包括发射端、接收端、计算集成模块以及成像面，发射端、接收端和成像面均固定在大型风力机叶片尖部，发射端能向成像面发射激光信号，成像面能反射激光信号，接收端正对着成像面，用于接收激光信号，接收端和成像面之间沿叶片轴向方向具有一定的距离，接收端与计算集成模块连接，计算集成模块能根据接收端接收到的激光信号的震颤信息判断大型风力机叶片是否需要振动抑制，刚度性能调整系统有若干个，分布在大型风力机叶片的叶根、叶中以及叶尖处，每个刚度性能调整系统均包括拉拔系统、钢丝、锚板、拉力传感器、固定螺栓以及信号传输模块，拉拔系统、锚板和固定螺栓沿大型风力机叶片轴向方向依次设置，锚板和固定螺栓固定在大型风力机叶片上，拉拔系统固定在锚板上，钢丝一端与固定螺栓固定连接，另一端穿过锚板与拉拔系统连接，拉力传感器安装在钢丝上，用于检测钢丝所受拉力，信号传输模块分别与计算集成模块、拉拔系统和拉力传感器连接，计算集成模块能通过信号传输模块控制拉拔系统对钢丝进行拉拔，使钢丝将锚板和固定螺栓之间的风力机叶片部分预紧，从而抑制大型风力机叶片振动幅度，拉力传感器能将信号传递至计算集成模块，使计算集成模块监控钢丝的应力紧弛度，叶片应力监测系统由若干个应力传感器和数据集成模块组成，应力传感器安装在固定螺栓附近，用于检测大型风力机叶片应力集中部位的应力大小，应力传感器与数据集成模块连接，数据集成模块在应力传感器采集的数值大于预设临界值时，发送报警信号。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的锚板与拉拔系统连接的一侧面固定有垫板，垫板垫在锚板和拉拔系统之间。

上述的钢丝由若干段弹性段和若干段连接段组成，弹性段和连接段交替串联，拉拔系统对钢丝进行拉拔时，弹性段伸长储存势能。

上述的发射端、计算集成模块、信号传输模块和数据集成模块均安装有用于供电的电池。

上述的信号传输模块为无线信号传输模块。

上述的接收端为摄像机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：