[发明专利]一种风电叶片叶根平面度、锥角和扫掠角检测方法

说明书

本发明公开了一种风电叶片叶根平面度、锥角和扫掠角检测方法，包括将所述风电叶片以叶片姿态摆放并使叶根端面呈铅垂面；通过激光跟踪仪测试每个螺栓孔周边端面或者螺栓套端面的三维坐标形成三维坐标集，计算所述三维坐标集的最小二乘面，取平行于最小二乘面且具有最小距离的两包容平面间的距离为叶根平面度；取叶片展向坐标并计算所属螺栓孔周边端面或者螺栓套端面叶片展向坐标平均值，根据所属展向坐标平均值分别计算锥角α和扫掠角θ；本发明可以有效的提高叶片叶根端面平面度测量精度，并能够进一步地测量其对叶片安装的锥角和扫掠角的影响，提高了风力机组的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体地，涉及一种风电叶片叶根平面度、锥角和扫掠角检测方法。

背景技术

随着风电技术的发展，风轮直径及单机容量越来越大，为了提高风力机组的可靠性及获得更好的发电效益，对风力发电机组相关部件的检测提出了更高的要求。

叶片是通过叶根连接件与轮毂连接起来的，只有连接可靠，叶片才能将捕获的风能传递给发电机，从而发出所需要的电能，由此可见叶根连接对风力发电机组中的重要性。风机运行过程中，风轮轮毂既要承受叶片重量引起的弯矩，又要承受风力所引起的气动载荷，还要承受风轮轴的反作用力，而且所有这些载荷都是循环交变载荷。在如此复杂的工作状态下，为了保证高效率的发电需求，有必要对叶片根部的相关指标进行检测。

叶片叶根端面与变桨轴线的倾斜程度直接影响叶片在整机上的安装姿态，从而会影响叶片性能、载荷及整机与叶片的安全性和可靠性，因此，对叶片叶根端面的平面度检测及其对叶片安装后锥角、扫掠角的影响评估也至关重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高风电叶片检测效率和精度，以保证风电叶片的安全性和可靠性以及发电效率。

本发明为了解决现有技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种风电叶片叶根平面度、锥角和扫掠角检测方法，包括将所述风电叶片以叶片姿态摆放并使叶根端面呈铅垂面，此面可作为参考面；将风电叶片摆放呈叶片姿态后，对于打孔型叶片，须在叶根切割打孔，对于预埋型叶片，须对螺栓套进行打磨处理。

进一步地，通过激光跟踪仪测试每个螺栓孔周边端面或者螺栓套端面的三维坐标形成三维坐标集，计算所述三维坐标集的最小二乘面，取平行于最小二乘面且具有最小距离的两包容平面间的距离为叶根平面度。

进一步地，取叶片展向坐标并计算所属螺栓孔周边端面或者螺栓套端面叶片展向坐标平均值，记为Z_i，其中，i为螺栓孔或螺栓帽编号，所述编号自零度位置延逆时针方向依次递增；即零度位置往逆时针方向为1号，且按照逆时针方向依次标记至最后一个孔，分别为1、…N。

进一步地，根据所属展向坐标平均值分别计算锥角α和扫掠角θ，计算公式如下：

当N为4的整数倍时，

当N不为4的整数倍时，

其中，D为叶片叶根节圆直径，N为螺栓孔或螺栓帽总数，abs为绝对值，(N/2+1)/2及N/2及向上取整。

进一步地，每个螺栓孔周边端面或螺栓套端面上坐标取点个数为3个，每个点坐标分别记为(x_i1，y_i1，z_i1)、(x_i2，y_i2，z_i2)和(x_i3，y_i3，z_i3)；其中i为螺栓孔或螺栓帽编号。

具体的，对于打孔型叶片，在每个轴向孔的周边端面取3个点；对于预埋型叶片，在每个螺栓套端面取3个点。

每个螺栓孔周边端面或螺栓套端面上的展向坐标平均值记为：其中i为螺栓孔或螺栓帽编号。