[实用新型]风力机叶片实尺度模拟风力分布式加载测试系统

说明书

本实用新型公开了一种风力机叶片实尺度模拟风力分布式加载测试系统，所述系统针对叶片面载的特点设计，包括：动力传动系统、支撑系统、检测控制系统和安全保障系统。动力传动系统包含电源、开关控制器、气泵和气囊；支撑系统包含主支撑钢架、传动系统支撑钢板、叶片支撑L型角钢和叶片装载装置；检测控制系统包含激光传感器、PLC控制箱和PC机；安全保障系统包含机械安全保障系统和电气安全保障系统。本实用新型能够实现对实际风力机叶片工作载荷的加载，通过检测控制系统调节各个加载区域的载荷量值，实现对结构加载的控制，具有结构简单，有效实用，安装方便等优点，可满足风力机叶片实尺寸结构模拟风力的加载。

技术领域

本实用新型涉及一种风力机叶片实尺度模拟风力分布式加载测试系统及操作方法，属于叶片载荷模拟试验领域。

背景技术

随着常规能源的日渐消耗和全球生态环境恶化情况的日益加重，风能作为一种无污染可再生的新能源有着巨大的发展潜力，不管是对于风能资源丰富沿海城市，原始山区及广阔草原等，还是对于因交通不便电网发展缓慢的偏远农村边疆，都有着十分重要的意义。现在叶片疲劳性能很难通过单纯计算得到，主要原因有下面三点：(1)叶片材料性质特殊；(2)叶片结构工艺复杂(3)叶片工作环境恶劣。想要对设计叶片进行可靠性确认，目前只有进行全尺寸叶片的疲劳测试。国际上的风电技术发达国家的相关科研机构大都建有大型叶片检测平台，疲劳加载试验主要采用液压直接加载和偏心块加载模式。近几年国内风电叶片疲劳检测技术发展较快，叶片检测已形成外资企业、民营企业、研究院所等多元化的形式。偏心块加载试验是叶片疲劳检测常用的加载方法之一，具有设备成本低、节省能量、试验时间短等优点。所以现有的测试系统大部分均基于偏心块加载方式设计一套风力机叶片摆锤共振疲劳加载系统。通过电机驱动偏心块旋转实现叶片的相同幅度振动。这种加载方式一定程度上还原了叶片结构实际受载时的应力应变状态。但这种测试系统也存在着许多局限性，例如工作时叶片实际受载是表面流场作用的面载，而摆锤共振系统提供的载荷相对叶片尺寸来说属于点载，作用载荷形式不同的问题目前还没有较为明确的解决办法。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了能够给叶片疲劳加载试验提供一种风力机叶片实尺度模拟风力分布式加载测试系统，能够实现对风力机叶片实尺寸工作状态下的表面进行模拟风力加载。

本实用新型采用的技术方案为：一种风力机叶片实尺度模拟风力分布式加载测试系统，包括动力传动系统、支撑系统、检测控制系统和安全保障系统；

所述支撑系统包括主支撑钢架、传动系统支撑钢板、叶片支撑L型角钢架和叶片夹具；所述主支撑钢架通过高强度螺栓一固定在地面上，主支撑钢架上部分通过高强度螺栓二连接传动系统支撑钢板，主支撑钢架下部分通过高强度螺栓三连接叶片支撑L型角钢架，所述叶片夹具通过销钉固定在叶片支撑L型角钢架上；

所述动力传动系统包括电源、开关控制器、气泵和气囊；所述电源和气泵都通过螺栓连接的方式固定在传动系统支撑钢板侧面，所述气囊安装在传动系统支撑钢板下边；在参考叶片表面流场特征后需要进行分区处理。

所述检测控制系统包括激光传感器、PLC控制箱和PC机；所述PLC控制箱和PC机在主支撑钢架的侧面；

所述PC机一个端口通过导线连接PLC控制箱，PLC控制箱通过导线连接电源，电源通过导线连接开关控制器控制气泵工作，气泵通过软管连接气囊，所述PC机另一个端口通过导线连接安放在叶片支撑L型角钢架下部上的激光传感器；激光传感器采集叶片受载时的频率信号传递给PC机，该信号作为载荷变化的控制信号。

所述安全保障系统包括机械安全保障系统和电气安全保障系统，所述机械安全保障系统包括安全架和尼龙网，所述电气安全保障系统包括电压保护装置、电流保护装置、通信故障显示装置和紧急停止装置。