[发明专利]柔性塔筒的性能测试方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机设备领域，特别涉及一种柔性塔筒的性能测试方法和设备。

背景技术

随着风电技术的不断发展，更大的叶轮直径和更高的塔筒已成为风电发展的主要趋势，兆瓦级风力发电机组的塔筒高度一般都在几十米以上，甚至超过一百多米，随着高度的上升，塔筒的制造成本也随之大幅增加。现有的大部分塔筒的重量超过百吨(约占风电机组总重的一半)，成本约占风电机组总成本15％～20％。所以现有很多整机厂开始研究使用制造成本低、轻量化的塔筒，即柔性塔，并能保证与机组不会产生共振。该成果能大大降低塔筒成本，具有良好的经济效益。随着技术的发展，柔性塔筒肯定会渐渐的取代现有的刚性塔筒。可是由于风电机组的零部件几乎全部安装在塔架上，在风力发电机组中主要起支撑作用，塔架一旦发生倾倒垮塌，往往造成整个风电机组的毁灭性损失。所以说，针对于塔筒的安全性能的全面测试是非常有必要的。现有的测试流程是对塔筒进行焊缝无损探伤和平面度检查，喷砂，喷漆处理后，完成内件安装和成品检验后，运输至安装现场。很显然，处于对整个20年的周期内塔筒的安全运行的考虑，这些测试数据肯定是不够的。要想确保柔性塔筒在20年的运行周期内安全可靠，就必须有更进一步的模态和疲劳测试。如何有效真实的实现柔性塔筒的性能测试是确保柔性塔筒的质量和安全运行的一项关键技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中无法有效的实现针对于柔性塔筒的性能测试，让测试环境可以真实体现塔筒的实际运行现状的缺陷，提供一种柔性塔筒的性能测试方法和设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种柔性塔筒的性能测试方法，其包括有：将传感器固定在柔性塔筒上，所述传感器用于测量应变值和所述柔性塔筒的模态性能参数；将激振器固定在所述柔性塔筒上，并通过启动所述激振器对所述柔性塔筒进行激振，以进行疲劳测试；调试所述传感器和连接在所述柔性塔筒上的信息采集仪，以对柔性塔筒进行模态测试；记录所述模态测试和所述疲劳测试的数据。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试方法中，所述激振为多点激振。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试方法中，根据所述柔性塔筒的高度的不同，选用不同数量、不同激振力的所述激振器。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试方法中，所述传感器实时测量所述柔性塔筒上与所述激振器接触处的截面位置上的应变值，并实时测量所述柔性塔筒的模态性能参数。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试方法中，对所述柔性塔筒进行无损探伤检测。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试方法中，在进行所述柔性塔筒的性能测试之前，将所述柔性塔筒、所述激振器、所述传感器和所述信息采集仪运输到风场，将所述柔性塔筒固定在风力机基础平台上。

一种柔性塔筒的性能测试设备，其包括有：柔性塔筒；传感器，所述传感器设置在所述柔性塔筒上，用于测量所述应变值并测量所述柔性塔筒的模态性能参数；激振器，所述激振器设置在所述柔性塔筒上，用于激振所述柔性塔筒使所述柔性塔筒与所述激振器产生共振，并产生应变值；控制装置，所述控制装置分别与所述传感器和所述激振器通信连接，用于控制所述激振器振动以及采集所述传感器的数据。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试设备中，所述激振器包括框架、驱动装置和振动装置；所述框架固定在所述柔性塔筒上，所述驱动装置和所述振动装置设置在所述框架上，所述驱动装置驱动所述振动装置运动以产生激振力。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试设备中，所述驱动装置包括驱动电机、驱动气缸和直线滑轨；所述直线滑轨设置在所述框架上，所述振动装置与所述直线滑轨滑动连接；所述驱动气缸与所述振动装置连接，用于驱动所述振动装置沿所述直线滑轨滑动；所述驱动电机与所述驱动气缸连接，用于驱动所述驱动气缸。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试设备中，所述振动装置包括振动块连接板和多个振动块，所述振动块连接板与所述直线滑轨滑动连接，多个所述振动块安装在所述振动块连接板上。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试设备中，所述传感器包括应变片，所述应变片用于实时测量所述应变值。

较佳地，在本发明的柔性塔筒的性能测试设备中，所述传感器包括速度传感器，所述速度传感器用于测量模态测试中所述柔性塔筒的模态性能参数。