發(fā)布時(shí)間：2020-08-14 18:56

【摘要】：隨著日漸枯竭的化石能源及日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,風(fēng)能成為越來(lái)越重要的新能源。風(fēng)力機(jī)行業(yè)中,需經(jīng)常對(duì)運(yùn)行工況的風(fēng)輪動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),但風(fēng)輪為旋轉(zhuǎn)機(jī)械,對(duì)風(fēng)輪的直接監(jiān)測(cè)較為困難;且風(fēng)力發(fā)電機(jī)為剛?cè)狁詈系亩囿w系統(tǒng),風(fēng)力機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,風(fēng)輪的動(dòng)態(tài)特性會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)軸傳遞到塔架,對(duì)塔架的振動(dòng)產(chǎn)生影響;塔架受到風(fēng)載、機(jī)組自重、偏心距等載荷作用,也會(huì)對(duì)風(fēng)輪的動(dòng)態(tài)特性產(chǎn)生影響。由此考慮能否在塔架上尋找合適的加速度測(cè)點(diǎn)位置,通過(guò)塔架的振動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)輪動(dòng)態(tài)特性的間接監(jiān)測(cè)。所以本文著重研究風(fēng)輪與塔架振動(dòng)特性的關(guān)聯(lián)性。本文利用PULSE20.0振動(dòng)測(cè)試分析系統(tǒng)及應(yīng)力應(yīng)變旋轉(zhuǎn)遙測(cè)系統(tǒng),從靜、動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面對(duì)風(fēng)輪與塔架的振動(dòng)特性的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)先對(duì)風(fēng)輪進(jìn)行模態(tài)測(cè)試,得到風(fēng)輪的模態(tài)參數(shù),再采用譜分析法對(duì)風(fēng)輪應(yīng)變頻譜和塔架振動(dòng)頻譜進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)風(fēng)輪應(yīng)變頻率與塔架振動(dòng)頻率的峰值一一對(duì)應(yīng),并且進(jìn)一步就風(fēng)輪動(dòng)態(tài)特性對(duì)塔架振動(dòng)產(chǎn)生的影響、塔架振動(dòng)對(duì)風(fēng)輪動(dòng)態(tài)特性的影響進(jìn)行研究。其主要內(nèi)容如下:對(duì)風(fēng)輪與塔架進(jìn)行同步測(cè)試,通過(guò)譜分析法發(fā)現(xiàn),風(fēng)輪應(yīng)變頻譜的峰值頻率與塔架振動(dòng)頻譜的峰值頻率能夠一一對(duì)應(yīng),得到塔架(含發(fā)電機(jī))上能夠較好反映風(fēng)輪動(dòng)態(tài)特性的幾個(gè)振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)位置:塔架頂端的橫向振動(dòng)能較好反映風(fēng)輪一階對(duì)稱與反對(duì)稱振動(dòng)屬性;塔架頂端以及距塔架頂端0.3l處的軸向振動(dòng)能較好反映風(fēng)輪一階反對(duì)稱振動(dòng)屬性;發(fā)電機(jī)靠近風(fēng)輪側(cè)側(cè)端及發(fā)電機(jī)底端的軸向振動(dòng)能較好反映風(fēng)輪一階對(duì)稱振動(dòng)屬性。在實(shí)際的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中,可以根據(jù)實(shí)際情況選擇振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。通過(guò)分析塔架不同振動(dòng)方向的加速度值,發(fā)現(xiàn)非共振工況,風(fēng)輪動(dòng)態(tài)特性傳遞到塔架,表現(xiàn)為橫向振動(dòng)強(qiáng)于軸向振動(dòng);共振工況下則塔架軸向振動(dòng)強(qiáng)于橫向振動(dòng)。風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)塔架振動(dòng)產(chǎn)生較大影響,塔架振動(dòng)也會(huì)反作用于風(fēng)輪。研究發(fā)現(xiàn),塔架非共振工況下,風(fēng)輪應(yīng)變規(guī)律為:翼展方向,風(fēng)輪的應(yīng)變最大位置在靠近葉根處;葉根處弦長(zhǎng)方向,0°和45°方向,應(yīng)變最大位置位于相對(duì)弦長(zhǎng)0.25C處附近,90°方向應(yīng)變最大位置在靠近前緣處。塔架共振會(huì)改變風(fēng)輪的應(yīng)變分布規(guī)律:翼展方向,0°和45°方向的應(yīng)變最大區(qū)域由靠近葉根處后移至相對(duì)半徑0.47R附近;90°方向的應(yīng)變最大區(qū)域由靠近葉根處后移至相對(duì)半徑0.60R附近。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究,探索一種在塔架上布置加速度傳感器來(lái)診斷風(fēng)輪葉片運(yùn)行工況的新方法,為工程應(yīng)用中風(fēng)輪動(dòng)態(tài)特性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷提供了一種新思路,同時(shí)對(duì)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)對(duì)塔架振動(dòng)的影響及塔架振動(dòng)對(duì)風(fēng)輪動(dòng)態(tài)特性的影響進(jìn)行了相關(guān)研究,對(duì)于工程應(yīng)用具有一定現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TK83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2793414