[发明专利]水平轴风力发电机组叶根连接高强螺栓轴力载荷解耦方法

权利要求书

1.一种变速变桨型水平轴风力发电机组叶根连接高强螺栓轴力载荷解耦方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在试验机组风轮顺桨空转、机械刹车系统处于关闭条件下，在t_n～t_n+m时间段内，以F的采样频率，采集与叶根连接的每根高强螺栓的轴力数据，得到每根高强螺栓的m组轴力数据时域结果；

步骤2，根据步骤1得到的每根高强螺栓的m组轴力数据时域结果，计算每根高强螺栓的螺栓预紧力；

步骤3，在试验机组正常运行情况下，采集与叶根连接的每根高强螺栓的实测轴力数据；

步骤4，利用步骤3得到的实测轴力数据和步骤2得到的螺栓预紧力计算得到叶根截面载荷分量；

步骤2中，计算每根高强螺栓的螺栓预紧力，具体方法是：

S1，对步骤1中取得的每根高强螺栓的第i组轴力数据时域结果分别进行时域积分，并取时间平均值，得到第i个风轮旋转周期内的每根高强螺栓的螺栓预紧力，i＝1，2，…，m；

S2，根据S1中得到的m个风轮旋转周期内的每根高强螺栓的螺栓预紧力取代数平均值，得到每根高强螺栓的螺栓预紧力。

2.根据权利要求1所述的一种变速变桨型水平轴风力发电机组叶根连接高强螺栓轴力载荷解耦方法，其特征在于，步骤1中，t_n+m-t_n≥3T；F≥16f，f＝1/T；T为风轮旋转周期。

3.根据权利要求1所述的一种变速变桨型水平轴风力发电机组叶根连接高强螺栓轴力载荷解耦方法，其特征在于，S1中，通过下式对步骤1中取得的每根高强螺栓的第i组轴力数据时域结果分别进行时域积分，并取时间平均值：

式中，F_a为轴力数据；P_re,i为第i个风轮旋转周期内的螺栓预紧力；t_n为采样时刻，t_n＝t₀+nT，t₀表示采样初始时刻，T表示风轮旋转周期，n＝1，2，…。

4.根据权利要求1所述的一种变速变桨型水平轴风力发电机组叶根连接高强螺栓轴力载荷解耦方法，其特征在于，S2中，通过下式对m个风轮旋转周期内的每根高强螺栓的螺栓预紧力取代数平均值，即得到每根高强螺栓的螺栓预紧力：

式中，P_re,i为第i个风轮旋转周期内的螺栓预紧力；为螺栓预紧力。

5.根据权利要求1所述的一种变速变桨型水平轴风力发电机组叶根连接高强螺栓轴力载荷解耦方法，其特征在于，步骤4中，利用步骤3得到的实测轴力数据和步骤2得到的螺栓预紧力，计算得到叶根截面载荷分量，具体方法是：

利用步骤3中得到的实测的每根高强螺栓的轴力数据减去步骤2中得到的每根高强螺栓的螺栓预紧力，即得到每根高强螺栓的叶根截面载荷分量。