[发明专利]一种风电机组塔筒动态刚度圆分析方法

说明书

本发明公开了一种风电机组塔筒动态刚度圆分析方法，包括以下步骤：1)在风电机组塔筒安装完成后，在塔筒顶端和底部各安装一个双轴动态倾角传感器；2)风机正常运行一段时间，期间至少获得3个不同方向风机达到额定功率时的倾斜角度数据，记录到数据库中，此期间的数据绘出堆积图，此图转换成照片，通过机器视觉处理计算出堆积图形状的内切圆，此内切圆为风机初始最大刚度圆；4)当风电机组塔筒运行一段时间后，将这段时间内的顶部和底部的双轴动态倾角传感器所获得的倾斜数据绘出堆积图，此图转换成照片，通过机器视觉处理计算出堆积图形状的内切圆，进行对比判断。

技术领域

本发明涉及风电塔筒领域，特别涉及一种风电机组塔筒动态刚度圆分析方法。

背景技术

风电机组的塔筒是风力发电机组中的承重部件，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。塔筒承受着推力，弯矩和扭矩负荷等复杂多变的载荷，使得风力发电机组运行过程中，塔筒会出现一定幅度的摇摆和扭曲等变形；此外，塔筒还会受到材料变化，零部件失效以及地基沉降等因素的影响，发生倾斜。塔筒过大的倾斜变形会影响风力发电机组的正常运行，严重的还会产生安全事故，因此，需要对风电机组基础沉降及塔筒安全进行实时检测，而如何通过获得的塔筒倾斜数据来评价塔筒结构是否安全健康，这一直没有一个很好的解决办法。

目前，使用固定的倾斜率(一个经验值，来源于标准)作为塔筒倾斜的报警，各厂家机型风机塔筒的高度，塔筒内壁厚度都不一样，导致各种类型的塔筒的刚度不相同，使用一个固定的倾斜率对不同种类塔筒作为评判标准，不能做到精准报警。目前无法得知塔筒初始安装的倾斜率，塔筒结构的实际刚度特性，塔筒法兰螺栓连接是否松动，塔筒结构是否有损伤等。

而且目前还没有一种风电机组塔筒在工作运行状态下能够检测其结构安全的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种风电机组塔筒动态刚度圆分析方法，以解决上述问题。

一种风电机组塔筒动态刚度圆分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在风电机组塔筒安装完成后，在塔筒顶端和底部各安装一个双轴动态倾角传感器；

2)风机开始运行初期正常运行一段时间，期间风机至少在3个不同风向中达到发电额定功率，此期间双轴动态倾角传感器的倾斜角度数据记录到数据库中，数据绘出堆积图，此图转换成照片，通过机器视觉处理计算出堆积图形状的内切圆，此内切圆为风机初始最大刚度圆，分别内切拟合出两个顶部初始最大刚度圆和底部初始最大刚度圆，顶部初始最大刚度圆的圆心01、半径R1，底部初始最大刚度圆的圆心02、半径R2；

3)当风电机组塔筒在运行的过程中，顶部和底部的双轴动态倾角传感器所获得的倾斜数据不在上述的顶部初始最大刚度圆和底部初始最大刚度圆内时，发出报警信号；

4)当风电机组塔筒运行一段时间后，将这段时间内的顶部和底部的双轴动态倾角传感器所获得的倾斜数据绘出堆积图，此图转换成照片，通过机器视觉处理计算出堆积图形状的内切圆，分别内切拟合出两个当前顶部最大刚度圆和当前底部最大刚度圆，当前顶部最大刚度圆的圆心01’、半径R1’，当前底部最大刚度圆的圆心02’、半径R2’。

将圆心01、半径R1与圆心01’、半径R1’对比，

4.1)如果当前圆心01’偏离初始圆心01，可判定为以下情况中的至少一种：

a、可判断塔筒出现变形，圆心01与圆心01’的矢量差为偏离大小，即为变形的程度，

b、塔基出现不均匀沉降；

4.2)如当前圆半径R1’比初始圆半径R1大，可判定为以下情况中的至少一种：

c、塔基松动不牢固；

d、塔筒刚度变弱；