风电叶片单点疲劳加载过程数值仿真与试验.PDFVIP

第 卷第 期 振动测试与诊断 年 月 风电叶片单点疲劳加载过程数值仿真与试验 张磊安 黄雪梅 王 娜 孔晓佳 山东理工大学机械工程学院 淄博 摘要 设计了一套风电叶片单点疲劳加载系统基于拉格朗日方程建立了振动耦合数学模型对振动特征规律叶 片振幅电机电流分别进行数值仿真当驱动频率与叶片固有频率偏差较小时固存的机电耦合现象会导致叶片 振幅稳定若偏差增大叶片振幅则发生剧烈波动加载源电流跟随叶片振动产生周期性波动且转速越大等负 载下的电流相对越大共振时电流达到最大建立了一套单点疲劳加载试验系统对振动过程中的叶片振幅和电 流进行测试试验结果验证了数学模型与仿真模型的准确性该结论为疲劳加载解耦控制算法的制定提供了理论 依据 关键词 风电叶片疲劳加载系统数学模型数值仿真试验验证 中图分类号 点疲劳加载系统推导了单点疲劳加载振动耦合数 引 言 学模型并对振动规律进行了数值仿真研究揭示了 单加载源 叶片之间的振动耦合特性构建了一 风能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源风 套 风电叶片单点疲劳加载试验系 力发电作为当今世界最主要的可再生能源技术之 统试验结果验证了数学模型与仿真模型的准确 一具有很高的生态效益和经济效益风电叶片作 性为后续疲劳加载过程的解耦控制策略制定提供 为风电机组的关键部件之一制造成本约占整个机 了理论依据 组的 由于总是受到交变载荷作 用疲劳破坏是风电叶片主要的失效方式之一大约 单点疲劳加载系统设计 的叶片损坏都是由于疲劳失效引起 因此开 展风电叶片疲劳检测是风电产业链中的重要环节 设计了一套兆瓦级风电叶片单点疲劳加载系 也是实现风电叶片性能安全等方面全方位评定的 统整个系统主要由加载基座和单加载源构成如图 关键为了在设计制造阶段确定叶片的疲劳薄弱 所示叶片根部通过高强度螺栓固定在基座上