CN108375470B - 一种叶片结构频率调节装置 - Google Patents
一种叶片结构频率调节装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108375470B CN108375470B CN201810476599.4A CN201810476599A CN108375470B CN 108375470 B CN108375470 B CN 108375470B CN 201810476599 A CN201810476599 A CN 201810476599A CN 108375470 B CN108375470 B CN 108375470B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- test
- frequency
- shimmy
- waving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 22
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了一种叶片结构频率调节装置，应用于风力机叶片疲劳测试中，通过在叶片挥舞或摆振某一方向加设该装置，可以实现测试叶片挥舞与摆振方向的结构固有频率值的改变，达到所希望的系统频率。该装置中，由于弹簧可以选择不同的刚度值的弹簧进行更换。也可根据需要在叶片挥舞、摆振中的一个方向或两个方向，设置一套或多套该装置，因此，可以方便有效地调节叶片系统在不同方向的频率值以及不同方向的频率比值。从而实现测试叶片挥舞、摆振方向频率值达到合理的比例关系，用以满足叶片相关疲劳测试对叶片不同方向频率比值的要求。
Description
技术领域
本发明属于机械行业风力发电技术领域，涉及一种频率调节装置，尤其涉及一种应用于风力机叶片疲劳测试试验中叶片结构频率调节的实现装置。该装置是以弹簧结构为核心的一套完整系统，通过在叶片挥舞或摆振某一方向加设该装置，可以实现测试叶片挥舞与摆振方向的结构固有频率值的改变，达到所希望的系统频率。该装置中，由于弹簧可以选择不同的刚度值的弹簧进行更换。也可根据需要在叶片挥舞、摆振中的一个方向或两个方向，设置一套或多套该装置，因此，可以方便有效地调节叶片系统在不同方向的频率值以及不同方向的频率比值。从而实现测试叶片挥舞、摆振方向频率值达到合理的比例关系，用以满足叶片相关疲劳测试对叶片不同方向频率比值的要求。
背景技术
全尺寸叶片疲劳测试是风电叶片型式试验与认证的重要内容。疲劳试验中，共振疲劳加载方式，由于具有节省输入能量的优点，因此是目前疲劳测试中经常采用的加载方式。所谓共振疲劳加载方式，就是在叶片挥舞或摆振方向施加疲劳载荷时，通过调整疲劳载荷的激振频率与叶片在该方向结构固有频率一致或接近，实现叶片的共振运动，进而实现对叶片的疲劳加载效果。采用这一方式进行疲劳加载，核心的要求是，加载频率需要与测试系统的固有频率相一致或想接近。目前常用的实现方法，主要是调整激励载荷的频率值，以适应叶片结构的固有频率值。
然而，在一些情况下，也可能存在激励载荷频率难于调整的问题，这时如果能调整待测叶片系统的固有频率值，使其适应激励载荷的频率值，也可以实现共振的加载效果。此外，叶片疲劳测试的发展趋势正在由单轴疲劳加载向双轴疲劳加载发展。所谓单轴疲劳加载，是指测试时只在叶片挥舞或摆振的某一个方向施加载荷。而双轴疲劳加载，是指测试时在叶片挥舞与摆振的两个方向同时施加载荷。为了实现叶片双轴共振加载，就需要叶片在挥舞与摆振两个方向的固有频率保持一致，或两个频率的比值满足一个合适的比例关系。然而实际叶片在挥舞与摆振方向的固有频率往往不能满足这一点，这对双轴共振疲劳加载无疑带来很大的困难。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有风力机叶片双轴疲劳测试中叶片挥舞与摆振方向频率不一致或二者比值与所测试方案所希望的比例关系值不一致的问题，本发明旨在提供一种应用于风力叶片疲劳测试中的叶片结构频率调节装置，通过在测试叶片的挥舞或摆振方向增设弹簧构件，实现对叶片结构频率的改变。由于该装置的弹簧可根据实际需要选择不同刚度值的弹簧替换，而且，亦可根据频率调节的需要，在挥舞和摆振单方向或双方向可设置一个或多个该装置，因此，可以实现准确调节挥舞与摆振方向频率值达到所希望的比例关系的目的。最终实现叶片在所希望的不同方向频率比值关系。本发明的上述叶片结构频率调节装置也可以应用于叶片单轴疲劳测试时，调整结构频率适应加载频率的要求。
(二)技术方案
本发明为实现其技术目的所提出的装置方案为：
一种叶片结构频率调节装置，应用于风力机叶片疲劳测试系统中，所述风力机叶片疲劳测试系统包括叶片疲劳测试试验台、叶片夹具和测试叶片，所述测试叶片水平布置且其根部固定设置在所述叶片疲劳测试试验台上，所述测试叶片的叶展方向上固定设置一所述叶片夹具，疲劳测试载荷通过所述叶片夹具加载到所述测试叶片上，其特征在于，
所述叶片结构频率调节装置包括一沿竖直方向固定设置在所述叶片疲劳测试试验台附近桩柱和一弹簧底座，所述桩柱上设有沿上下方向延伸的滑道，所述滑道内设置一可上下滑动的滑块，所述滑块通过一连杆与所述弹簧底座连接，所述连杆的两端分别通过一万向节与所述滑块和弹簧底座连接，所述弹簧底座上设置一可调刚度的弹簧，所述弹簧的另一端与所述叶片夹具的摆振方向的一个侧面或挥舞方向的一个侧面固定连接。
优选地，所述连杆一端通过滑块端万向节与所述滑块连接，另一端通过弹簧端万向节与所述弹簧底座连接。
优选的，所述弹簧可根据需求选择不同刚度的弹簧进行更换，其功能在于通过提供不同的弹簧刚度，从而改善叶片系统在某一方向的固有频率。
优选的，所述叶片结构频率调节装置可分别在叶片挥舞和/或摆振方向设置一套或多套，从而实现对叶片疲劳测试系统在挥舞与摆振两个方向的结构频率的调节，也可只选择在挥舞与摆振中的一个方向设置一套或多套，从而实现对叶片测试系统某一方向结构频率，或挥舞与摆振频率比值关系的调节。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明的叶片结构频率调节装置，具有如下明显的实质特点和显著优点：
现有风力机叶片台架疲劳试验，尤其是共振式疲劳试验中，由于缺少有效可靠的叶片测试系统的调频装置，导致疲劳加载时，只能调整加载频率以适应叶片自身的固有频率，而无法实现调整待测叶片系统自身的固有频率。而在叶片双轴疲劳实验中，叶片挥舞方向与摆振方向结构固有频率值之间比例关系的可控性，是实现叶片双轴共振疲劳加载的一项核心要素。本发明的叶片调频装置，无论是为叶片单轴加载试验中叶片结构频率的调整，还是为叶片双轴疲劳加载试验中叶片不同方向结构频率比值的调整，提供了设备上的保障。
附图说明
图1为风力机叶片疲劳测试系统的结构示意图；
图2为本发明的叶片结构频率调节装置的结构示意图；
图中：叶片疲劳测试试验台1，叶片夹具2，测试叶片3，弹簧4，弹簧底座5，弹簧端万向节6，连杆7，滑块端万向节8，滑块9，桩柱及滑道10
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，现有典型的风力机叶片疲劳测试系统，包括叶片疲劳测试试验台1、叶片夹具2和测试叶片3，其中，测试叶片3水平布置且其根部固定设置在叶片疲劳测试试验台1上，测试叶片3的叶展方向上固定设置一叶片夹具2，疲劳测试载荷通过叶片夹具2加载到测试叶片3上。
图2示出了本发明的叶片结构频率调节装置。本发明的叶片结构频率调节装置，应用于如图1所示的风力机叶片疲劳测试系统中，其中4为弹簧，5为弹簧底座，6为弹簧端万向节，7为连杆，8为滑块端万向节，9为滑块，10为桩柱及设置在桩柱10上的滑道。桩柱10沿竖直方向固定设置在叶片疲劳测试试验台1附近，桩柱10上设有沿上下方向延伸的滑道，滑道内设置可上下滑动的滑块9，滑块9通过一连杆7与弹簧底座5连接，连杆7一端通过滑块端万向节8与滑块9连接，另一端通过弹簧端万向节6连接，弹簧底座5上设置一可调刚度的弹簧4，弹簧4的另一端与叶片夹具2的摆振方向的一个侧面或与叶片夹具2的挥舞方向的一个侧面固定连接。
为了调节测试叶片3在挥舞、摆振方向固有频率的比值关系，例如为使叶片挥舞方向与摆振方向的固定频率比值为1:2，选择在测试叶片3的摆振方向加设一套本发明的叶片结构频率调节装置，具体地：
弹簧4，其功能在于通过提供不同的弹簧刚度，从而改善叶片系统在某一方向的固有频率，其一端与叶片夹具2的摆振方向的一个侧面或与叶片夹具2的挥舞方向的一个侧面固定连接(图2中示出的是与叶片夹具2的摆振方向的一个侧面固定连接)，另一端固定设置在弹簧底座5上；弹簧底座5，其功能在于实现弹簧4与连杆滑块结构的连接；弹簧端万向节6，分别与弹簧底座5和连杆7相连接，实现二者的连接功能；连杆7，连接于弹簧端万向节6与滑块端万向节8之间；滑块端万向节8，分别与连杆7与滑块9相连接；滑块9，可在桩柱的滑道内上下滑动运行；桩柱10及滑道，桩柱10固定于叶片疲劳测试试验台1旁，桩柱上设有沿上下方向延伸的滑道，可供滑块9上下滑动。其中弹簧4可根据需求选择不同刚度的弹簧进行更换，本示例中，每更换一次不同刚度的弹簧后，对叶片系统挥舞、摆振的固有频率分别测量，并根据二者的比值与目标值的差异，进行不同刚度弹簧的更换，直至满足所要求的频率比值。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种叶片结构频率调节装置，应用于风力机叶片疲劳测试系统中，所述风力机叶片疲劳测试系统包括叶片疲劳测试试验台、叶片夹具和测试叶片，所述测试叶片水平布置且其根部固定设置在所述叶片疲劳测试试验台上，所述测试叶片的叶展方向上固定设置一所述叶片夹具，疲劳测试载荷通过所述叶片夹具加载到所述测试叶片上，所述叶片结构频率调节装置分别在叶片挥舞和摆振两个方向分别设置一套或多套，从而实现对测试叶片在挥舞与摆振两个方向的结构频率的调节，其特征在于，
所述叶片结构频率调节装置包括一沿竖直方向固定设置在所述叶片疲劳测试试验台附近的桩柱和一弹簧底座，所述桩柱上设有沿上下方向延伸的滑道，所述滑道内设置一可上下滑动的滑块，所述滑块通过一连杆与所述弹簧底座连接，所述连杆的两端分别通过一万向节与所述滑块和弹簧底座连接，并且其中，所述连杆的一端通过滑块端的万向节与所述滑块连接、另一端通过弹簧底座端的万向节与所述弹簧底座连接，所述弹簧底座上设置一可调刚度的弹簧，所述弹簧的另一端与所述叶片夹具的摆振方向的一个侧面或挥舞方向的一个侧面固定连接，
所述弹簧根据需求选择不同刚度的弹簧进行更换，其功能在于通过提供不同的弹簧刚度，从而改善叶片系统在某一方向的固有频率，且每更换一次不同刚度的弹簧时，需对所述测试叶片在挥舞及摆振两个方向上的固有频率分别测量，并根据二者的比值以及该比值与目标频率比值的差异，确定所选择弹簧的刚度，以进行不同刚度弹簧的更换，直至满足所要求的频率比值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810476599.4A CN108375470B (zh) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | 一种叶片结构频率调节装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810476599.4A CN108375470B (zh) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | 一种叶片结构频率调节装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108375470A CN108375470A (zh) | 2018-08-07 |
| CN108375470B true CN108375470B (zh) | 2024-05-28 |
Family
ID=63033552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810476599.4A Active CN108375470B (zh) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | 一种叶片结构频率调节装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108375470B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109443721A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-03-08 | 兰州理工大学 | 用于风电叶片双轴疲劳试验的机械加载装置 |
| CN111721491A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-29 | 上海电气风电集团股份有限公司 | 风机全尺寸叶片两轴加载疲劳测试方法和两轴加载设备 |
| CN113624435B (zh) * | 2021-07-27 | 2023-12-15 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种风力机叶片双轴共振式疲劳加载响应相位关系的方法 |
| CN114526901A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-24 | 常州达姆斯检测技术有限公司 | 风电叶片测试工装 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102410928A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-04-11 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种水平轴风力机叶片疲劳损伤与寿命检测结果修正方法 |
| EP2741068A1 (de) * | 2012-12-05 | 2014-06-11 | Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH | Prüfstand für ein Rotorblatt, Anordnung mit einem derartigen Prüfstand und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Prüfstands |
| CN105545597A (zh) * | 2016-02-23 | 2016-05-04 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种直叶片垂直轴风力发电机的被动桨距控制装置 |
| CN107110736A (zh) * | 2014-09-26 | 2017-08-29 | 维斯塔斯风力系统有限公司 | 风轮机叶片的疲劳试验 |
| CN107725175A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-02-23 | 山东交通学院 | 一种弹簧振子共振式脉冲能量延迟释放涡轮增压系统 |
| CN208155578U (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-27 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种叶片结构频率调节装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8621934B2 (en) * | 2007-12-14 | 2014-01-07 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Dual-axis resonance testing of wind turbine blades |
-
2018
- 2018-05-18 CN CN201810476599.4A patent/CN108375470B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102410928A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-04-11 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种水平轴风力机叶片疲劳损伤与寿命检测结果修正方法 |
| EP2741068A1 (de) * | 2012-12-05 | 2014-06-11 | Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH | Prüfstand für ein Rotorblatt, Anordnung mit einem derartigen Prüfstand und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Prüfstands |
| CN107110736A (zh) * | 2014-09-26 | 2017-08-29 | 维斯塔斯风力系统有限公司 | 风轮机叶片的疲劳试验 |
| CN105545597A (zh) * | 2016-02-23 | 2016-05-04 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种直叶片垂直轴风力发电机的被动桨距控制装置 |
| CN107725175A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-02-23 | 山东交通学院 | 一种弹簧振子共振式脉冲能量延迟释放涡轮增压系统 |
| CN208155578U (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-27 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种叶片结构频率调节装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 倾转旋翼机气动/动力学多学科设计优化研究;薛立鹏;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20120715(第7期);第55-59页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108375470A (zh) | 2018-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108375470B (zh) | 一种叶片结构频率调节装置 | |
| US20130257166A1 (en) | Method, Apparatus and System for Suppressing Low Frequency Oscillation in Power System | |
| US20150076823A1 (en) | Wind turbine permanent magnet synchronous generator (wt-pmsg) system | |
| CN104579165B (zh) | 一种光伏电站动态无功响应性能的现场测试方法 | |
| CN103472741A (zh) | 风力发电机叶片疲劳认证试验测试控制系统 | |
| CN110514378A (zh) | 一种发动机带凸肩风扇叶片振动疲劳试验装置 | |
| CN111130103B (zh) | 一种发电机及调相机升压变压器运行档位整定方法 | |
| CN103823183A (zh) | 一种同步发电机定子开路瞬变时间常数的测量方法 | |
| CN104215906A (zh) | 一种基于自动控制的电动机效率测试的试验方法 | |
| CN105067905A (zh) | 一种基于并网逆变器的变频器电力电子可控负载法 | |
| CN201130231Y (zh) | 一种大功率可控硅及电力电子器件试验装置 | |
| CN106786673A (zh) | 双馈风机串补输电系统次同步谐振的抑制方法及装置 | |
| Cupertino et al. | Use of control based on passivity to mitigate the harmonic distortion level of inverters | |
| Frehn et al. | First comparison of the electrical properties of two grid emulators for UVRT test against field measurement | |
| CN107453616B (zh) | 基于双pwm协调控制能量快速平衡的调整电路 | |
| CN208155578U (zh) | 一种叶片结构频率调节装置 | |
| CN105759159B (zh) | 一种采用分压调节装置的风电场svg响应时间测试系统 | |
| CN115824606B (zh) | 一种风电叶片双轴疲劳加载频率调节装置、方法及系统 | |
| CN204832377U (zh) | 一种无功补偿装置技术性能测试系统 | |
| CN111342465A (zh) | 一种主动抑制电力系统频率波动的虚拟滤波器设计方法 | |
| CN208299444U (zh) | 无需非关键负载的智能电网分数阶电气弹簧 | |
| CN110308410A (zh) | 复杂工况下阳极饱和电抗器铁心磁特性测量装置及系统 | |
| CN102393495A (zh) | 有源前端电压型交-直-交变频器的额定容量试验装置 | |
| CN201955234U (zh) | 发动机台架对中调整装置 | |
| CN103812132A (zh) | 基于dfig-fmac-pss控制的风电并网系统暂态稳定性改善方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |