风力发电机组的叶片振动测定方法与流程

专利2024-06-08  73


本发明涉及风力发电技术领域,特别是一种风力发电机组的叶片振动测定装置。



背景技术:

叶片是风力发电机组的核心部件,其健康状况对于风力发电机组的安全、平稳、高效运行具有重大意义。由于在风机正常工作时叶片部位承受主要风力载荷,所处工作环境一般比较恶劣,通常承受复杂的随机变幅载荷作用,很容易发生疲劳破坏,从而导致风轮乃至整个风电机组失效停机。特别是叶根处承受的载荷很大,是叶片中最脆弱的部位,叶片在工作过程中,叶根连接处主要受到剪切、挤压或胶接剪切等力的作用,导致叶根处易产生损伤。因此,对叶片进行振动监测是很有必要的,通过监测叶片的振动位移,可以达到故障预警的目的。

目前对于风力发电机组的叶片的振动监测,受环境等因素的影响导致监测结果准确度不理想,增加额外成本。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种风力发电机组的叶片振动测定方法,以方便对风力发电机组的叶片振动进行实时监测,提高叶片振动位移的计算精度,降低计算成本。

为了实现上述目的,本发明提供了一种风力发电机组的叶片振动测定方法,包括:

获取叶片经过第一位置的第一时刻,以及所述叶片经过第二位置的第二时刻;

根据所述第一时刻以及所述叶片的预设安装角度进行线性拟合,得到第一拟合值,根据所述第一拟合值确定所述叶片经过所述第一位置的第一预期到达时刻;

根据所述第二时刻以及所述预设安装角度进行线性拟合,得到所述第二拟合值,根据所述第二拟值确定所述叶片经过所述第二位置的第二预期到达时刻;

根据所述第一时刻和所述第一预期到达时刻,确定所述第一位置处所述叶片的实际安装角度与所述预设安装角度之间的误差对应的第一弧长,并根据所述第二时刻和所述第二预期到达时刻,确定所述第二位置处所述叶片的实际安装角度与所述预设安装角度之间的误差对应的第二弧长;

根据所述第一时刻、所述第一预期到达时刻以及所述第一拟合值,确定所述叶片的第一振动位移;

根据所述第二到达时刻、所述第二预期到达时刻和所述第二拟合值,确定所述叶片的第二振动位移;

根据所述第一振动位移和所述第二振动位移,确定所述第一位置和所述第二位置间的周向间隔角度;

根据所述第一到达时刻以及所述第一弧长确定所述叶片经过所述第一位置处的第一振动位移;

根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述叶片经过所述第一位置处的第一振动位移和所述实际周向间隔角度,以及所述第一弧长和第二弧长,确定所述叶片经过所述第二位置处的第二振动位移。

优选地,所述确定所述预设安装角度包括:

对所述风力发电机组的每个叶片依次进行编号;

根据所述风力发电机组的叶片数量以及每个叶片的编号,确定编号为第一的叶片与其他叶片之间的预设安装角度。

优选地,所述计算所述叶片经过第一位置时的第一预期到达时刻和/或所述叶片经过第二位置时的第二预期到达时刻包括:

tf(x,a)=kf(x)*ψx,a+af(x);其中,当计算所述叶片经过第一位置时的第一预期到达时刻时,tf(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时经过第一位置时的第一预期到达时刻,kf为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合斜率,ψx,a为编号为a的叶片的安装角度或者预设安装角度,af(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合截距;当计算所述叶片经过第二位置时的第二预期到达时刻时,tf(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时经过第二位置时的第二预期到达时刻,kf(x)为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合斜率,ψx,a编号为a的叶片的实际安装角度或者预设安装角度,af(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合截距。

优选地,根据以下公式确定所述第一弧长和所述第二弧长,

其中,当计算所述叶片经过所述第一位置时的第一弧长时,δσa(u)=δσa(1)为编号为a的叶片的在所述第一位置处的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长,x为计算时所述叶片的旋转圈数,t(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一时刻,tfit(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一预期到达时刻,sx为在第x圈转动时透平机械叶片的线速度,sx=d/kf(x),d为风机的转子轴心到叶片的叶尖的距离,kf(x)为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合斜率;当计算所述叶片经过所述第二位置时的第二弧长时,δσa(u)=δσa(2)为编号为a的叶片的在第二位置测到的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第二弧长,x为所述叶片的旋转圈数,t(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二到达时刻,tfit(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二预期到达时刻,sx为在第x圈转动时所述叶片的线速度,sx=d/kfit(x),d为所述转子轴心到叶片的叶尖的距离,kfit(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合斜率。

优选地,通过以下公式计算所述叶片的第一振动位移和/或第二振动位移:y1(x,c)=(t1(x,c)-tfit(x,c))·sx;其中,c为所述叶片的编号,在计算所述叶片的第一振动位移时,y1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一振动位移,t1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一时刻,tfit(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一预期到达时刻,在计算所述叶片的第二振动位移时,y1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二振动位移,t1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二时刻,tfit(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二预期到达时刻,sx为在第x圈转动时所述叶片的线速度,sx=d/kfit(x),d为风机的转子轴心到叶片的叶尖的距离,kfit(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合参数中的拟合斜率。

优选地,根据所述第一振动位移和所述叶片的第二振动位移,确定所述实际周向间隔角度,包括:根据以下公式计算所述实际周向间隔角度:

其中,δj(1,2)为实际周向间隔角度,x为所述叶片的旋转圈数,t1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,t2(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第二预期到达时刻,y1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,y2(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第二振动位移,sx为在所述叶片在转动到第x圈时的线速度。

优选地,确定所述叶片经过所述第一位置处的第一振动位移,包括:通过以下公式计算所述叶片通过所述第一位置处的第一振动位移:y1(x,a)=yc(x,a)+(t1(x,a)-t1(x,c))·sx-σ(c,a),其中,y1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,y1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,sx为所述叶片在转动到第x圈时的线速度,σ(c,a)为编号为a的叶片与其相邻叶片在无振动下的实际间隔弧长,σ(c,a)=2πr(c-a)/xa+δσa(1)并且δσa(1)为第一目标位置处的编号为a的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长。

优选地,确定所述叶片经过所述第二位置处的第二振动位移,包括:使用以下公式计算所述叶片经过所述第二位置处的第二振动位移:y2(x,a)=(t2(x,a)-t1(x,a))-rδj(1,2)+y1(x,a)+δσa(1)-δσa(2);其中,y2(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第二振动位移,y1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,a)为编号为a号的叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,t2(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第二预期到达时刻,r所述转子轴心到所述叶片的叶尖的距离,δj(1,2)为所述第一位置和所述第二位置之间的实际周向间隔角度,δσa(1)为第一位置处的编号为a号的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长,δσa(2)为第二位置处的编号为a的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第二弧长。

本发明的有益效果:

本发明通过获取每个叶片经过每个目标位置的实际到达时刻,并根据叶片的实际到达时刻和预设安装角度得到叶片的预期到达时刻和实际安装角度与预设安装角度之间的误差对应的误差弧长,并可以进一步得到叶片的振动位移,并进一步结合参考叶片的振动位移实现每个叶片的目标振动位移的计算和修正,对叶片的振动情况监测简单高效,准确率高,避免了因环境因素造成的测量误差,可以方便对风力发电机组的叶片的振动位移进行监测,提高振动位移监测的准确度。

附图说明

图1为本发明的风力发电机组的叶片振动测定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术用户而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示,本发明提供的一种风力发电机组的叶片振动测定方法,包括:

步骤100:获取叶片经过第一位置的第一时刻,以及所述叶片经过第二位置的第二时刻。

具体实施时,所述第一位置和第二位置的数量可以为一个或多个,可以根据测量精度确定所述第一位置和所述第二位置的数量。

步骤200:根据所述第一时刻以及所述叶片的预设安装角度进行线性拟合,得到第一拟合值,根据所述第一拟合值确定所述叶片经过所述第一位置的第一预期到达时刻;根据所述第二时刻以及所述预设安装角度进行线性拟合,得到所述第二拟合值,根据所述第二拟值确定所述叶片经过所述第二位置的第二预期到达时刻。

具体实施时,还包括确定所述预设安装角度,具体如下:

对所述风力发电机组的每个叶片依次进行编号;

根据所述风力发电机组的叶片数量以及每个叶片的编号,确定编号为第一的叶片与其他叶片之间的预设安装角度。

具体实施时,可通过下列公式计算所述叶片经过第一位置时的第一预期到达时刻和/或所述叶片经过第二位置时的第二预期到达时刻:

tf(x,a)=kf(x)*ψx,a+af(x);

其中,当计算所述叶片经过第一位置时的第一预期到达时刻时,tf(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时经过第一位置时的第一预期到达时刻,kf为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合斜率,ψx,a为编号为a的叶片的安装角度或者预设安装角度,af(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合截距;当计算所述叶片经过第二位置时的第二预期到达时刻时,tf(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时经过第二位置时的第二预期到达时刻,kf(x)为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合斜率,ψx,a编号为a的叶片的实际安装角度或者预设安装角度,af(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合截距。

步骤300:根据所述第一时刻和所述第一预期到达时刻,确定所述第一位置处所述叶片的实际安装角度与所述预设安装角度之间的误差对应的第一弧长,并根据所述第二时刻和所述第二预期到达时刻,确定所述第二位置处所述叶片的实际安装角度与所述预设安装角度之间的误差对应的第二弧长。

具体实施时,可根据下列公式确定所述第一弧长和所述第二弧长,

其中,当计算所述叶片经过所述第一位置时的第一弧长时,δσa(u)=δσa(1)为编号为a的叶片的在所述第一位置处的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长,x为计算时所述叶片的旋转圈数,t(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一时刻,tfit(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一预期到达时刻,sx为在第x圈转动时透平机械叶片的线速度,sx=d/kf(x),d为风机的转子轴心到叶片的叶尖的距离,kf(x)为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合斜率;当计算所述叶片经过所述第二位置时的第二弧长时,δσa(u)=δσa(2)为编号为a的叶片的在第二位置测到的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第二弧长,x为所述叶片的旋转圈数,t(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二到达时刻,tfit(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二预期到达时刻,sx为在第x圈转动时所述叶片的线速度,sx=d/kfit(x),d为所述转子轴心到叶片的叶尖的距离,kfit(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合斜率。

步骤400:根据所述第一时刻、所述第一预期到达时刻以及所述第一拟合值,确定所述叶片的第一振动位移;根据所述第二到达时刻、所述第二预期到达时刻和所述第二拟合值,确定所述叶片的第二振动位移。

具体实施时,可通过以下公式计算所述叶片的第一振动位移和/或第二振动位移:

y1(x,c)=(t1(x,c)-tfit(x,c))·sx;

其中,c为所述叶片的编号,在计算所述叶片的第一振动位移时,y1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一振动位移,t1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一时刻,tfit(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一预期到达时刻,在计算所述叶片的第二振动位移时,y1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二振动位移,t1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二时刻,tfit(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二预期到达时刻,sx为在第x圈转动时所述叶片的线速度,sx=d/kfit(x),d为风机的转子轴心到叶片的叶尖的距离,kfit(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合参数中的拟合斜率。

步骤500:根据所述第一振动位移和所述叶片的第二振动位移,确定所述第一位置和所述第二位置间的周向间隔角度。

具体实施时,根据所述第一振动位移和所述叶片的第二振动位移,确定所述实际周向间隔角度,包括:根据以下公式计算所述实际周向间隔角度:

其中,δj(1,2)为实际周向间隔角度,x为所述叶片的旋转圈数,t1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,t2(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第二预期到达时刻,y1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,y2(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第二振动位移,sx为在所述叶片在转动到第x圈时的线速度。

步骤600:根据所述第一到达时刻以及所述第一弧长确定所述叶片经过所述第一位置处的第一振动位移。

具体实施时,可根据以下公式计算所述叶片通过所述第一位置处的第一振动位移:

y1(x,a)=yc(x,a)+(t1(x,a)-t1(x,c))·sx-σ(c,a);

其中,y1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,y1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,sx为所述叶片在转动到第x圈时的线速度,σ(c,a)为编号为a的叶片与其相邻叶片在无振动下的实际间隔弧长,σ(c,a)=2πr(c-a)/xa+δσa(1)并且δσa(1)为第一目标位置处的编号为a的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长。

步骤700:根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述叶片经过所述第一位置处的第一振动位移和所述实际周向间隔角度,以及所述第一弧长和第二弧长,确定所述叶片经过所述第二位置处的第二振动位移。

具体实施时,可根据以下公式计算所述叶片经过所述第二位置处的第二振动位移:

y2(x,a)=(t2(x,a)-t1(x,a))-rδj(1,2)+y1(x,a)+δσa(1)-δσa(2);

其中,y2(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第二振动位移,y1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,a)为编号为a号的叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,t2(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第二预期到达时刻,r所述转子轴心到所述叶片的叶尖的距离,δj(1,2)为所述第一位置和所述第二位置之间的实际周向间隔角度,δσa(1)为第一位置处的编号为a号的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长,δσa(2)为第二位置处的编号为a的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第二弧长。

本发明通过获取每个叶片经过每个目标位置的实际到达时刻,并根据叶片的实际到达时刻和预设安装角度得到叶片的预期到达时刻和实际安装角度与预设安装角度之间的误差对应的误差弧长,并可以进一步得到叶片的振动位移,并进一步结合参考叶片的振动位移实现每个叶片的目标振动位移的计算和修正,对叶片的振动情况监测简单高效,准确率高,避免了因环境因素造成的测量误差,可以方便对风力发电机组的叶片的振动位移进行监测,提高振动位移监测的准确度。

尽管发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。


技术特征:

1.一种风力发电机组叶片振动测定方法,其特征在于,所述方法包括:

获取叶片经过第一位置的第一时刻,以及所述叶片经过第二位置的第二时刻;

根据所述第一时刻以及所述叶片的预设安装角度进行线性拟合,得到第一拟合值,根据所述第一拟合值确定所述叶片经过所述第一位置的第一预期到达时刻;

根据所述第二时刻以及所述预设安装角度进行线性拟合,得到第二拟合值,根据所述第二拟值确定所述叶片经过所述第二位置的第二预期到达时刻;

根据所述第一时刻和所述第一预期到达时刻,确定所述第一位置处所述叶片的实际安装角度与所述预设安装角度之间的误差对应的第一弧长,并根据所述第二时刻和所述第二预期到达时刻,确定所述第二位置处所述叶片的实际安装角度与所述预设安装角度之间的误差对应的第二弧长;

根据所述第一时刻、所述第一预期到达时刻以及所述第一拟合值,确定所述叶片的第一振动位移;

根据所述第二时刻、所述第二预期到达时刻和所述第二拟合值,确定所述叶片的第二振动位移;

根据所述第一振动位移和所述第二振动位移,确定所述第一位置和所述第二位置间的周向间隔角度;

根据所述第一时刻以及所述第一弧长确定所述叶片经过所述第一位置处的第一振动位移;

根据所述第一时刻、所述第二时刻、所述叶片经过所述第一位置处的第一振动位移和所述实际周向间隔角度,以及所述第一弧长和第二弧长,确定所述叶片经过所述第二位置处的第二振动位移。

2.如权利要求1所述的风力发电机组叶片振动测定方法,其特征在于,所述确定所述预设安装角度包括:

对所述风力发电机组的每个叶片依次进行编号;

根据所述风力发电机组的叶片数量以及每个叶片的编号,确定编号为第一的叶片与其他叶片之间的预设安装角度。

3.如权利要求1所述的风力发电机组叶片振动测定方法,其特征在于,计算叶片经过第一位置时的第一预期到达时刻和/或所述叶片经过第二位置时的第二预期到达时刻包括:

tf(x,a)=kf(x)*ψx,a+af(x);其中,当计算所述叶片经过第一位置时的第一预期到达时刻时,tf(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时经过第一位置时的第一预期到达时刻,kf为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合斜率,ψx,a为编号为a的叶片的安装角度或者预设安装角度,af(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合截距;当计算所述叶片经过第二位置时的第二预期到达时刻时,tf(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时经过第二位置时的第二预期到达时刻,kf(x)为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合斜率,ψx,a编号为a的叶片的实际安装角度或者预设安装角度,af(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合截距。

4.如权利要求1所述的风力发电机组叶片振动测定方法,其特征在于,根据以下公式确定所述第一弧长和所述第二弧长,

其中,当计算所述叶片经过所述第一位置时的第一弧长时,δσa(u)=δσa(1)为编号为a的叶片的在所述第一位置处的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长,x为计算时所述叶片的旋转圈数,t(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一时刻,tfit(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一预期到达时刻,sx为在第x圈转动时透平机械叶片的线速度,sx=d/kf(x),d为风机的转子轴心到叶片的叶尖的距离,kf(x)为根据编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合值中的拟合斜率;当计算所述叶片经过所述第二位置时的第二弧长时,δσa(u)=δσa(2)为编号为a的叶片的在第二位置测到的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第二弧长,x为所述叶片的旋转圈数,t(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二到达时刻,tfit(x,a)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二预期到达时刻,sx为在第x圈转动时所述叶片的线速度,sx=d/kfit(x),d为所述转子轴心到叶片的叶尖的距离,kfit(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第二拟合值中的拟合斜率。

5.如权利要求1所述的风力发电机组叶片振动测定方法,其特征在于,通过以下公式计算所述叶片的第一振动位移和/或第二振动位移:y1(x,c)=(t1(x,c)-tfit(x,c))·sx;其中,c为所述叶片的编号,在计算所述叶片的第一振动位移时,y1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一振动位移,t1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一时刻,tfit(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第一预期到达时刻,在计算所述叶片的第二振动位移时,y1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二振动位移,t1(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二时刻,tfit(x,c)为所述叶片在第x圈转动时的第二预期到达时刻,sx为在第x圈转动时所述叶片的线速度,sx=d/kfit(x),d为风机的转子轴心到叶片的叶尖的距离,kfit(x)为编号为a的叶片在第x圈转动时的第一拟合参数中的拟合斜率。

6.如权利要求1所述的风力发电机组叶片振动测定方法,其特征在于,根据所述第一振动位移和所述叶片的第二振动位移,确定所述实际周向间隔角度,包括:根据以下公式计算所述实际周向间隔角度:其中,δj(1,2)为实际周向间隔角度,x为所述叶片的旋转圈数,t1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,t2(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第二预期到达时刻,y1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,y2(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第二振动位移,sx为在所述叶片在转动到第x圈时的线速度。

7.如权利要求1所述的风力发电机组叶片振动测定方法,其特征在于,确定所述叶片经过所述第一位置处的第一振动位移,包括:通过以下公式计算所述叶片通过所述第一位置处的第一振动位移:y1(x,a)=yc(x,a)+(t1(x,a)-t1(x,c))·sx-σ(c,a),其中,y1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,y1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,c)为所述叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,sx为所述叶片在转动到第x圈时的线速度,σ(c,a)为编号为a的叶片与其相邻叶片在无振动下的实际间隔弧长,σ(c,a)=2πr(c-a)/xa+δσa(1)并且δσa(1)为第一目标位置处的编号为a的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长。

8.如权利要求1所述的风力发电机组叶片振动测定方法,其特征在于,确定所述叶片经过所述第二位置处的第二振动位移,包括:使用以下公式计算所述叶片经过所述第二位置处的第二振动位移:y2(x,a)=(t2(x,a)-t1(x,a))-rδj(1,2)+y1(x,a)+δσa(1)-δσa(2);其中,y2(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第二振动位移,y1(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第一振动位移,t1(x,a)为编号为a号的叶片在转动到第x圈时的第一预期到达时刻,t2(x,a)为编号为a的叶片在转动到第x圈时的第二预期到达时刻,r为风机的转子轴心到所述叶片的叶尖的距离,δj(1,2)为所述第一位置和所述第二位置之间的实际周向间隔角度,δσa(1)为第一位置处的编号为a号的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第一弧长,δσa(2)为第二位置处的编号为a的叶片的实际安装角度与预期安装角度之间的误差对应的第二弧长。

技术总结
本发明涉及一种风力发电机组的叶片振动测定方法。本发明通过获取每个叶片经过每个目标位置的实际到达时刻,并根据叶片的实际到达时刻和预设安装角度得到叶片的预期到达时刻和实际安装角度与预设安装角度之间的误差对应的误差弧长,并可以进一步得到叶片的振动位移,并进一步结合参考叶片的振动位移实现每个叶片的目标振动位移的计算和修正,对叶片的振动情况监测简单高效,准确率高,避免了因环境因素造成的测量误差,可以方便对风力发电机组的叶片的振动位移进行监测,提高振动位移监测的准确度。

技术研发人员:陈素红
受保护的技术使用者:南安昌晟消防科技有限公司
技术研发日:2020.12.30
技术公布日:2021.04.06

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