本發(fā)明涉及一種用于測(cè)試風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片固有頻率的方法。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)力發(fā)電的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的長(zhǎng)度不斷加大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更趨復(fù)雜。由于葉片工作環(huán)境的復(fù)雜性，葉片的固有振動(dòng)特性對(duì)其穩(wěn)定性及其動(dòng)態(tài)響應(yīng)有關(guān)鍵的意義。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在自然條件下運(yùn)行時(shí)，作用在風(fēng)力機(jī)葉片上的空氣動(dòng)力、慣性力和彈性力等交變載荷會(huì)使葉片結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)，風(fēng)力發(fā)電葉片的振動(dòng)主要有三種振動(dòng)型式：揮舞振動(dòng)、擺振振動(dòng)、扭振振動(dòng)。實(shí)際上作用在葉片上的載荷為動(dòng)載荷，且具有交變性和隨機(jī)性，當(dāng)葉片的固有頻率與激振力的頻率相同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振，從而影響葉片的安全，其固有頻率對(duì)于整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行具有主要意義。

目前現(xiàn)有的測(cè)試風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的固有頻率的方法有電磁感應(yīng)通過(guò)示波器放大信號(hào)測(cè)頻率的方法(以下簡(jiǎn)稱方法一)和貼應(yīng)變片用應(yīng)變接收器接收應(yīng)變數(shù)據(jù)測(cè)頻率的方法(以下簡(jiǎn)稱方法二)。

方法一就是在葉片尖部綁定一個(gè)強(qiáng)磁鐵，放一個(gè)可以感應(yīng)線圈的距離放線圈，葉片受到激振后，通過(guò)示波器接收信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)完整的周期波形，從而計(jì)算頻率。但對(duì)于葉片不易激振的情況下，示波器很難接受到一個(gè)完整、可用的周期波形。

方法二就是通過(guò)葉片受激振后應(yīng)變數(shù)據(jù)的變化，通過(guò)應(yīng)變接收器整理應(yīng)變數(shù)據(jù)，從而計(jì)算頻率。但是應(yīng)變接收器設(shè)備費(fèi)用較高，同時(shí)，貼應(yīng)變片也要較高的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：在較低的設(shè)備費(fèi)用及技術(shù)要求下，完成對(duì)葉片固有頻率的較為準(zhǔn)確的測(cè)量。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片測(cè)頻率的方法，葉片包括尖端及根端，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1、將葉片根端固定，并確定一個(gè)位于葉片尖端附件的參考點(diǎn)；

步驟2、沿葉片的揮舞方向或擺振方向?qū)θ~片激振，拍攝得到含有參考點(diǎn)的葉片尖端的振動(dòng)視頻；

步驟3、確定步驟2拍攝得到的振動(dòng)視頻的幀率，再通過(guò)單幀步進(jìn)的方式查看步驟2拍攝得到的振動(dòng)視頻，結(jié)合振動(dòng)視頻中的參考點(diǎn)確定葉片振動(dòng)一個(gè)周期的步進(jìn)幀數(shù)，參考點(diǎn)為葉片振動(dòng)一個(gè)周期的起點(diǎn)和終點(diǎn)的參考點(diǎn)，利用幀率及步進(jìn)幀數(shù)計(jì)算得到葉片的固有頻率。

優(yōu)選地，在所述步驟1中，所述葉片根端固定在葉片試驗(yàn)臺(tái)上，葉片試驗(yàn)臺(tái)由鋼結(jié)構(gòu)部件組成，從而具有穩(wěn)定的鋼構(gòu)平面基礎(chǔ)，并且葉片試驗(yàn)臺(tái)有足夠的空間滿足葉片的變形和安全要求。

優(yōu)選地，所述葉片通過(guò)螺栓連接到連接法蘭，連接法蘭連接到回轉(zhuǎn)軸承，回轉(zhuǎn)軸承連接到輪轂，輪轂連接到所述葉片試驗(yàn)臺(tái)。

優(yōu)選地，在所述步驟1中，在所述葉片尖端旁固定豎直布置的標(biāo)尺，標(biāo)尺上的刻度線作為所述參考點(diǎn)。

優(yōu)選地，在所述步驟2中，利用橡皮錘沿葉片的揮舞方向或擺振方向?qū)θ~片激振。

優(yōu)選地，在所述步驟2中，利用移動(dòng)設(shè)備拍攝得到含有參考點(diǎn)的葉片尖端的振動(dòng)視頻；

在所述步驟3中，利用視頻播放器確定步驟2拍攝得到的振動(dòng)視頻的幀率，利用視頻播放器通過(guò)單幀步進(jìn)的方式查看步驟2拍攝得到的振動(dòng)視頻。

與現(xiàn)有測(cè)量方法相比，本發(fā)明不需要使用專門(mén)的昂貴設(shè)備，測(cè)試方法也沒(méi)有任何限制、適應(yīng)性強(qiáng)，本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，并且能夠保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所采用的測(cè)試裝置的示意圖；

圖2為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

結(jié)合圖1及圖2，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片測(cè)頻率的方法，其中，葉片1包括尖端及根端。本發(fā)明的方法具體包括以下步驟：

步驟1、將葉片1根端固定在葉片試驗(yàn)臺(tái)3上，葉片試驗(yàn)臺(tái)3由鋼板和工字鋼等鋼結(jié)構(gòu)部件組成，從而具有穩(wěn)定的鋼構(gòu)平面基礎(chǔ)，并且葉片試驗(yàn)臺(tái)3有足夠的空間滿足葉片的變形和安全要求。葉片1通過(guò)螺栓連接到連接法蘭，連接法蘭連接到回轉(zhuǎn)軸承，回轉(zhuǎn)軸承連接到輪轂，輪轂連接到所述葉片試驗(yàn)臺(tái)3。

同時(shí)，在位于葉片1尖端旁固定一個(gè)豎直布置的標(biāo)尺2，將標(biāo)尺2上的刻度線作為參考點(diǎn)。參考點(diǎn)的作用主要是后期視頻處理中確定葉尖振動(dòng)一個(gè)周期的起點(diǎn)和終點(diǎn)，其他并無(wú)特殊要求。

步驟2、利用橡皮錘沿葉片1的揮舞方向或擺振方向?qū)θ~片1激振，利用手機(jī)等常用的視頻拍攝設(shè)備拍攝得到含有參考點(diǎn)的葉片尖端的振動(dòng)視頻。

步驟3、將手機(jī)拍攝到的振動(dòng)視頻上傳至計(jì)算機(jī)。利用計(jì)算機(jī)上現(xiàn)有的視頻播放器就可以確定步驟2拍攝得到的振動(dòng)視頻的幀率。隨后，在利用再視頻播放器通過(guò)單幀步進(jìn)的方式查看步驟2拍攝得到的振動(dòng)視頻，結(jié)合振動(dòng)視頻中的參考點(diǎn)確定葉片1振動(dòng)一個(gè)周期的步進(jìn)幀數(shù)，參考點(diǎn)為葉片1振動(dòng)一個(gè)周期的起點(diǎn)和終點(diǎn)的參考點(diǎn)。隨后，利用幀率及步進(jìn)幀數(shù)計(jì)算得到葉片的固有頻率。

上述技術(shù)方案中，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

(1)拍攝的振動(dòng)視頻的幀率是待測(cè)產(chǎn)品的固有頻率的60倍，頻率的精度為±0.033hz。

(2)拍攝的振動(dòng)視頻一定能夠找到葉片振動(dòng)周期的參考點(diǎn)。

(3)葉片的揮舞和擺振方向的頻率應(yīng)分別激振和采樣。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片測(cè)頻率的方法，葉片包括尖端及根端，其特征在于，所述方法包括以下步驟：將葉片根端固定，并確定一個(gè)位于葉片尖端附件的參考點(diǎn)；沿葉片的揮舞方向或擺振方向?qū)θ~片激振，拍攝得到含有參考點(diǎn)的葉片尖端的振動(dòng)視頻；確定振動(dòng)視頻的幀率，再通過(guò)單幀步進(jìn)的方式查看振動(dòng)視頻，結(jié)合振動(dòng)視頻中的參考點(diǎn)確定葉片振動(dòng)一個(gè)周期的步進(jìn)幀數(shù)，參考點(diǎn)為葉片振動(dòng)一個(gè)周期的起點(diǎn)和終點(diǎn)的參考點(diǎn)，利用幀率及步進(jìn)幀數(shù)計(jì)算得到葉片的固有頻率。與現(xiàn)有測(cè)量方法相比，本發(fā)明不需要使用專門(mén)的昂貴設(shè)備，測(cè)試方法也沒(méi)有任何限制、適應(yīng)性強(qiáng)，本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，并且能夠保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉金鵬;朱文雯;葉余勝;蔣作平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海致遠(yuǎn)綠色能源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.11
技術(shù)公布日：2017.08.22