风力发电叶片试验解决方案

概  述

    针对风电行业的测试需求与特点,为用户提供完整的动、静力试验系统解决方案,包括系列测试设备及相关试验技术。通过多年的技术积淀,自主研发了风力发电叶片模态(频率、阻尼、振型)试验系统、风力发电叶片静力加载试验系统、风力发电叶片疲劳试验系统,并得到成功应用。

风力发电叶片模态试验系统

    叶片模态试验是叶片设计、生产及验收过程中不可或缺的部分,本系统提供完整的叶片模态试验解决方案,用于测试叶片挥舞、摆振及扭转的多阶模态参数(频率、阻尼和振型)。

1、系统组成

叶片模态试验可以采用工作模态测试和激励模态测试两种方案,系统配置如下:

工作模态:高灵敏度低频振动传感器、采集设备、EMAS模态试验与分析软件;

激励模态——瞬态激励:高灵敏度低频振动传感器、橡皮头大力锤、采集设备、EMAS模态试验与分析软件;

激励模态——稳态激励:高灵敏度低频振动传感器、激振器、信号源、采集设备、EMAS模态试验与分析软件。

系统组成示意图

2、功能特点

1)激励方式

可采用力锤激励、激振器激励、预加力突然释放激励等方式。

2)采集方式

可采用手动采集、触发采集和定时采集等多种采集方式。

3)模态识别

1.工作模态分析方法包括:峰值法、频域分解法、最小二乘复频域法、时域最小二乘复指数法、时域总体参数识别和时域特征值;

2.激励模态分析方法包括:拟合圆、分量分析、正交多项式、频域多参考、复模态指数函数、最小二乘复频域法、时域最小二乘复指数法、时域总体参数识别和时域特征值;

3.模态提取手段:稳态图、模态比例因子MSF、模态判定准则MAC;

4.阻尼计算方法:对数衰减法、半功率点等;

5.采用向导式设计,操作简单,帮助用户轻松完成模态识别。

4)建模与动画

1.手动建模、自动建模功能和良好的人机交互方式,方便用户完成试验设计;

2.三维动画多屏显示功能,方便用户进行识别结果比较;

3.识别结果贴图输出、视频输出、Word控件输出功能,丰富用户试验报告;

4.测点插值功能,在测点较少情况下使动画效果更为细腻。

5)测试综合

支持循点、移点等分组试验方式,系统自动进行识别综合,使测试工作变得简单易行。

3、技术指标

1)通道同步误差:<10-6S;

2)最高采样速度:100kHz;

3)采集精度:16bit或24bit可选;

4)信噪比:80dB(16bit);

5)增益:1~128分档可选。

4、应用案例

 

 


 

风力发电叶片静力加载试验系统

    静力加载试验主要是检测叶片是否能达到设计的最大载荷,是叶片认证必不可少的项目。本系统提供完整的静力加载试验解决方案,在叶片的多个不同点上,按一定流程逐步施加横向拉力,自动记录载荷、应变、变形等参数。

1、系统组成

    系统由控制机柜(伺服放大器、加载控制器、控制计算机)、施力塔架(减速机、伺服电机、钢丝绳、卸扣)、采集设备(力传感器、位移传感器)、控制软件组成。

 

2、功能特点

1)闭环形式:力闭环;

2)控制形式:自动控制与手动控制可自由切换;

3)加载方式:采用电动伺服系统进行加载、卸载;

4)加载过程:按流程进行加载,速度均匀缓慢,各点受力均匀,加载级数、每级载荷增量、保载时间与加载速率可按需任意设置;

5)控制波形:梯形波;

6)施力塔架:用地脚螺栓固定于侧拉导轨上,能够方便移动和转动,加载点在垂直于地面方向上位置可自由调节,保证试验时加载力作用方向;

7)实时显示:可实时显示加载总级数、当前加载级数、当前载荷反馈值、载荷误差、载荷反馈曲线、命令曲线,并能保存打印这些数据;

8)故障处理:具有故障报警、处理和断点保存、打印功能;

9)电源保护:配有UPS等电源以保证断电后保存试验数据,恢复正常供电后,在断点处能够继续进行试验;

10)安全保护:具备超载、限位等保护功能,在系统出现异常情况时,确保试验件安全;

11)设备防护:采取防水、防尘、防锈等措施,避免出现锈蚀、电气短路等情况出现。

3、技术指标

1)控制通道数:5CH~8CH;

2)最大拉力:20T;

3)最大行程:10m;

4)加载速度:最大50kg/s~100kg/s可设置;

5)卸载速度:最大200kg/s~500kg/s可设置;

6)载荷控制误差:±1%(反馈值相对于命令值);

7)力反馈显示精度:±0.5%。

4、应用案例


 

风力发电叶片疲劳测试系统

    风力发电叶片疲劳测试系统帮助客户对叶片进行疲劳强度测试。系统具有测试时间长、测试精度高、测试设备可靠性高等特点。

1、系统组成

    系统由激励设备、采集设备、疲劳测试软件组成。

    激励设备可选用带偏心质量块的电动机或伺服液压致动器。

 

2、功能特点

1)电桥输出载荷标定:

1.标定载荷分级加载,级数可设定;

2.加载重复次数可设定;

3.线性回归处理,从第二级载荷起,进行回归处理,给出处理结果(回归方程),以后每施加一级载荷进行一次处理,施加最后一级载荷后给出相关系数。

2)具有保存、打开载荷标定文件的功能,文件包括各个通道的电压值、力矩值;

3)可多通道同时标定;

4)其他标定,键盘输入Xi、Yi,进行回归处理;

5)循环计数:同时提供雨流计数法和峰值统计法进行应力应变循环统计,实时显示统计结果,并能够保存和打开统计结果;

6)统计功能既可实时统计也可事后统计;

7)可手动设置统计范围,并以百分比的形式将统计范围划分若干区间,最终得到该区间的统计结果。

3、技术指标

1)模数转换位数:16bit或24bit;

2)抗混滤波器:

1.频率档:1Hz、2Hz、5Hz、10Hz、20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1kHz、2kHz、5kHz、10kHz;

2.阻带衰减:120dB/oct;

3.带通波动:小于0.5dB。

3)120Ω或350Ω桥路可选;

4)1/4、1/2、全桥可选;

5)自动应变平衡;

6)稳定度:±3με/2h,±1με/°C;

7)分辨率:±1με。

4、应用案例

 

我们风电行业客户

用户名称

项目名称

时间

山东同力达智能机械有限公司

静力试验系统

2011年

国电联合动力技术(保定)有限公司

模态试验系统

2010年

明阳风能叶片技术有限公司

模态试验系统

2009年

内蒙古航天亿久科技发展有限责任公司

模态试验系统

2009年

保定天威风电叶片有限公司

模态试验系统

疲劳试验系统

2009年

保定天威风电叶片有限公司

静力试验系统

2008年

中能风电设备有限公司

疲劳试验系统

2008年

国电联合动力技术(保定)有限公司

模态试验系统

疲劳试验系统

2008年

中能风电设备有限公司

模态试验系统

2007年

中航惠腾风电设备有限公司

模态试验系统

2006年

 

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