CN105067364A - 风力发电机整体强度试验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风力发电机整体强度试验方法，制造一个试验台替代塔筒，拆掉风力发电机的风轮，将其本体安装在试验台上，分别向其前轴端施加垂直方向和水平方向载荷，测量风力发电机各个相关应变点的应变力，与设计计算值比较，从而验证基于ANSYS软件进行有限元分析计算的应变力值是否准确。

Description

风力发电机整体强度试验方法及装置

技术领域

本发明涉及风力发电机试验技术，具体说，是一种风力发电机整体强度试验方法及装置。

背景技术

风电机组整机强度计算与校核是风电机组整机设计的重中之重，对保证风机运行的安全性、可靠性及机组整体寿命都非常关键。目前风电机组设计强度校核一直基于ANSYS软件进行有限元分析计算，其计算结果也一直作为风机强度设计的依据，但软件模拟仿真计算结果与实际结构强度的偏差到底多大，是否在其允许的范围内，有待真实加载试验的验证及数据的支撑。

发明内容

本发明就是基于以上问题而发明的风电机组整机强度计算的验证系统，通过对机组实物进行模拟加载，用贴在测试位置的应变传感器来测试相关敏感区域的应变力，来验证有限元分析计算的该位置的载荷是否正确。

本发明的技术解决方案是：

一种风力发电机整体强度试验方法，制造一个试验台替代塔筒，拆掉风力发电机的风轮，将其本体安装在试验台上，分别向其前轴端施加垂直方向和水平方向载荷，测量风力发电机各个相关应变点的应变力，与设计计算值比较，从而验证基于ANSYS软件进行有限元分析计算的设计计算值是否准确。

所述施加垂直方向和水平方向载荷是按最大设计载荷的20%、40%、60%、80%、100%分次施加。

一种风力发电机整体强度试验装置，包括：试验台，用于安装风力发电机主体；加载系统，用于对风力发电机施加载荷；测量系统，用于测量加载载荷和风力发电机应变检测点的应变力；所述加载系统包括一对液压千斤顶、一根横梁、一副吊具、一个方形圆孔工装，所述横梁的两端分别与一个液压千斤顶联接，所述吊具的一端连接横梁的中点，另一端连接方形圆孔工装，所述方形圆孔工装套在风力发电机主轴上，对应风轮的安装位。

所述液压千斤顶立式布置，在垂直方向向风力发电机主轴加载。

所述液压千斤顶卧式布置，在水平方向向风力发电机主轴加载。

所述测量系统包括一个拉力传感器、多个应变力传感器、一个信号处理器，所述拉力传感器安装在吊具上，用于检测加载载荷，所述应变力传感器安装在风力发电机的各个应变检测点，用于检测各个应变检测点的应变力；所述信号处理器对来自传感器的信号进行处理，得到加载载荷值和应变力值。

所述信号处理器采用微型计算机。

所述测量系统还配有打印机。

本发明的有益效果：

通过对机组实物进行模拟加载，用应变传感器来检测相关敏感区域的应变力，来验证基于ANSYS软件进行有限元分析计算的该位置的载荷是否正确，以便修改设计方案，提高设计方案的科学性、合理性，进一步优化风力发电机的性能。

附图说明

图1是垂直加载装置及试验状态示意图

图2是水平加载装置及试验状态示意图

图3是图1的前视图，即：加载装置（垂直方式）

图4是图2的俯视图（加载部分），即：加载装置（水平方式）

图5是测量系统框图。

具体实施方式

实施例一

参见图1、图3，本风力发电机整体强度试验装置，包括：试验台1，用于安装风力发电机主体2；加载系统4，用于对风力发电机施加载荷；测量系统，用于测量加载载荷和风力发电机应变检测点的应变力；所述加载系统4包括一对液压千斤顶6及其固定座5、一根横梁7、一个方形圆孔工装8、一副吊具10，吊具10装有拉力传感器9。所述横梁7的两端分别与一个液压千斤顶6联接，所述吊具10的一端连接横梁7的中点，另一端连接方形圆孔工装8，所述方形圆孔工装8套在风力发电机主轴3上，对应风轮的安装位。

所述液压千斤顶6立式布置，在垂直方向向风力发电机主轴3加载。

参见图5，所述测量系统包括一个拉力（载荷）传感器、多个应变力传感器、一台微型计算机、一部打印机，所述拉力传感器安装在吊具10上，用于检测加载载荷，所述应变力传感器安装在风力发电机的各个应变检测点，用于检测各个应变检测点的应变力；所述微型计算机对来自传感器的信号进行计算处理，得到加载载荷值和应变力值，并由打印机记录、打印出来。

试验时，拆掉风力发电机的风轮，将风力发电机本体2安装在试验台1上，将方形圆孔工装8套在主轴3上的风轮装配位置，将吊具10装在横梁7上，并与方形圆孔工装8连接；然后同步启动两个液压千斤顶6，对横梁7两端加载，加载载荷经吊具10传递给风力发电机主轴3。

按最大设计载荷的20%、40%、60%、80%、100%分次加载，测量系统分别获得各种载荷下各个检测点的应变力值，将这些值与设计计算值比较，来验证基于ANSYS软件进行有限元分析计算的应变力值是否正确。

实施例二

参见图2、图4，与实施例一的区别是，所述液压千斤顶卧式布置，在水平方向向风力发电机主轴加载。其余与实施例一相同。

Claims (8)

1.一种风力发电机整体强度试验方法，制造一个试验台替代塔筒，拆掉风力发电机的风轮，将其本体安装在试验台上，分别向其前轴端施加垂直方向和水平方向载荷，测量风力发电机各个相关应变点的应变力，与设计计算值比较，从而验证基于ANSYS软件进行有限元分析计算的设计计算值是否准确。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加垂直方向和水平方向载荷是按最大设计载荷的20%、40%、60%、80%、100%分次施加。

3.一种风力发电机整体强度试验装置，包括：试验台，用于安装风力发电机主体；加载系统，用于对风力发电机施加载荷；测量系统，用于测量加载载荷和风力发电机应变检测点的应变力；所述加载系统包括一对液压千斤顶、一根横梁、一副吊具、一个方形圆孔工装，所述横梁的两端分别与一个液压千斤顶联接，所述吊具的一端连接横梁的中点，另一端连接方形圆孔工装，所述方形圆孔工装套在风力发电机主轴上，对应风轮的安装位。

4.如权利要求3所述的风力发电机整体强度试验装置，其特征在于，所述液压千斤顶立式布置，在垂直方向向风力发电机主轴加载。

5.如权利要求3所述的风力发电机整体强度试验装置，其特征在于，所述液压千斤顶卧式布置，在水平方向向风力发电机主轴加载。

6.如权利要求3所述的风力发电机整体强度试验装置，其特征在于，所述测量系统包括一个拉力传感器、多个应变力传感器、一个信号处理器，所述拉力传感器安装在吊具上，用于检测加载载荷，所述应变力传感器安装在风力发电机的各个应变检测点，用于检测各个应变检测点的应变力；所述信号处理器对来自传感器的信号进行处理，得到加载载荷值和应变力值。

7.如权利要求6所述的风力发电机整体强度试验装置，其特征在于，所述信号处理器采用微型计算机。

8.如权利要求3所述的风力发电机整体强度试验装置，其特征在于，所述测量系统还配有打印机。