[发明专利]用于确定风力涡轮机的动力系中的疲劳损伤的方法

权利要求书

1.一种用于确定至少一个旋转轴(15)的扭矩变化以及所导致的对不同动力系部件(10)的疲劳损伤的方法，用于风力涡轮机的设计和/或维护操作，所述动力系(10)包括高速轴(35)和低速轴(15)，其旋转速度(ωr，ωg)通过一定速度比率(i)关联起来，其特征在于，该方法包括以下步骤：

-确定高速轴(35)的扭矩(Tg)；

-确定高速轴(35)的惯性矩(lg)；

-确定高速轴(35)的角加速度(αg)；以及

-通过公式Tr＝(Tg-lg·ag)·i确定低速轴(15)的扭矩(Tr)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括对低速轴(15)的扭矩(Tr)的值应用雨流计数算法以对每个扭矩均值确定扭矩范围内的周期数的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述对低速轴(15)的扭矩(Tr)的值应用雨流计数算法的步骤至少针对一个扭矩均值执行。

4.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于还包括确定各个待分析部件的每个点处的扭矩与材料中的应力之间的关系的步骤。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述关系由应用于扭矩值(Tr)的一个因数或非线性等式给出，以对于每个平均应力值获得应力范围内的周期数。

6.如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于还包括确定各个待分析部件的每个点处的扭矩与材料中的张力之间的关系的步骤。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述关系由应用于扭矩值(Tr)的一个因数或非线性等式给出，以对于每个平均张力值获得张力范围内的周期数。

8.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于还包括通过将每个应力范围内执行的周期数与和一个平均应力值相对应的SN(应力/周期数)曲线以及待计算的部件材料进行比较，并累加所有获得的损伤，从而确定在动力系(10)的任意部件中一段时间内的累积疲劳损伤的步骤。

9.如权利要求1至7中任一所述的方法，其特征在于还包括通过将在每个张力范围内执行的周期数与和一个平均张力值相对应的εN(张力/周期数)曲线以及待计算的部件材料进行比较，并累加所有获得的损伤，从而确定在动力系(10)的任意部件中一段时间内的累积疲劳损伤的步骤。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述确定一定期间内的累积疲劳损伤的步骤通过应用Miner规则来实现。

11.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于还包括当一段时间内的累积疲劳损伤超过一个预定值时发送警示信号的步骤。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述确定高速轴(αg)上的角加速度的步骤通过高速轴(35)上的角速度(ωg)的时间导数来实现。

13.如权利要求2所述的方法，其特征在于通过雨流计数算法获得的所述数据是数据矩阵的形式。