基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置，包括：叶片夹具和双驱动加载装置，所述双驱动加载装置与所述叶片夹具连接；所述叶片夹具，用于装夹风电叶片；所述双驱动加载装置通过闭环自反馈控制系统进行速度闭环控制，且用于产生偏心质量激振，以带动所述风电叶片沿挥舞方向往复振动。本实用新型专利技术提供的基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置，双驱动加载装置通过闭环自反馈控制系统进行速度闭环控制，采用双驱动加载装置可以输出较大的激振力，从而解决叶片挥舞方向疲劳试验激振力大的问题，满足试验的载荷要求。

【技术实现步骤摘要】
基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置
本技术涉及风力发电机组风轮叶片结构试验
，更具体地，涉及基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置。
技术介绍
风轮叶片是风力发电机组的关键部件，在风机运行过程中叶片要长期承受较大的风载荷，叶片能否在设计疲劳寿命内安全工作至关重要。叶片疲劳测试是叶片设计、定型、生产过程中重要的测试，通过试验可以模拟叶片20年的运行寿命，可以检验叶片的结构、铺层和粘接设计是否合理，也可发现叶片在生产制造过程中的一些生产缺陷，验证叶片的设计、制造是否满足要求。目前，叶片疲劳试验的激励模式主要为利用强迫驱动法或共振法对叶片进行加载。其中强迫驱动加载装置能耗高，成本昂贵，且装置故障维修周期长，所以国内大多数采用减速电机带动偏心轮共振法激励。用单轴激励时，需分别对叶片进行展向和弦向的激励，即挥舞方向和摆振方向分别进行疲劳测试。随着风电行业的发展，风力发电机组的功率不断提高，风电叶片的长度不断增加，叶片设计载荷不断增大，尤其是叶片挥舞方向疲劳所需激振力大大增加，常规单电机激励装置已经无法满足叶片疲劳试验所需激振力的要求。
技术实现思路
为了至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本技术提供一种基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置。本技术提供一种基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置，包括：叶片夹具和双驱动加载装置，所述双驱动加载装置与所述叶片夹具连接；所述叶片夹具，用于装夹风电叶片；所述双驱动加载装置通过闭环自反馈控制系统进行速度闭环控制，且用于产生偏心质量激振，以带动所述风电叶片沿挥舞方向往复振动。其中，所述双驱动加载装置包括同步控制器、第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第一伺服电机、第二伺服电机、第一减速机、第二减速机、双驱轴、偏心摆臂机构和减速机机架；其中，所述同步控制器通过所述第一伺服驱动器驱动所述第一伺服电机，所述同步控制器通过所述第二伺服驱动器驱动所述第二伺服电机；所述第一伺服电机与所述第一减速机联接，所述第一减速机的输出轴与所述双驱轴的一端连接；所述双驱轴的另一端与所述第二减速机的输出轴连接，所述第二减速机与所述第二伺服电机联接；所述叶片夹具与所述减速机机架的底部固定连接，所述第一减速机和所述第二减速机分别固定在所述减速机机架的顶部；所述偏心摆臂机构与所述双驱轴连接。其中，所述双驱动加载装置还包括：第一编码器以及第二编码器；其中，所述第一编码器安装于所述第一伺服电机，用于采集所述第一伺服电机的转动角度信息并实时传输至所述同步控制器；所述第二编码器安装于所述第二伺服电机，用于采集所述第二伺服电机的转动角度信息并实时传输至所述同步控制器。其中，所述第一减速机的输出轴通过连接套与所述双驱轴的一端连接；所述双驱轴的另一端通过连接套与所述第二减速机的输出轴连接。其中，所述偏心摆臂机构包括摆臂和质量块，所述摆臂的一端与所述双驱轴连接，所述摆臂的另一端固定有所述质量块。其中，所述摆臂连接有变频器；其中，所述变频器，用于调节摆臂的振动频率。其中，还包括应变检测单元、应变处理单元、变频器控制单元以及温度检测单元；其中，所述应变检测单元，用于实时检测风电叶片的应变值，并将所述应变值传输至所述应变处理单元，所述应变处理单元将应变处理结果上传至所述变频器控制单元；所述温度检测单元，用于检测风电叶片疲劳试验时的环境温度，并且所述环境温度上传至所述变频器控制单元；所述变频器控制单元，用于基于所述应变处理结果和所述环境温度控制所述变频器。其中，所述叶片夹具包括上夹板和下夹板；并且，所述上夹板和所述下夹板的内表面分别相对的固定有上随型件和下随型件，所述上随型件和所述下随型件的内表面分别设有与所述叶片的两侧表面相契合的型线结构；所述上夹板和所述下夹板之间通过螺栓连接固定。综上，本技术提供一种基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置，双驱动加载装置通过闭环自反馈控制系统进行速度闭环控制，双驱动加载装置产生偏心质量激振，以带动通过叶片夹具固定的风电叶片沿挥舞方向往复振动，采用双驱动加载装置可以输出较大的激振力，从而解决叶片挥舞方向疲劳试验激振力大的问题，满足试验的载荷要求。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本技术实施例的一种基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置的结构示意图；图2为根据本技术实施例的一种基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置中叶片夹具的结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为根据本技术实施例的一种基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置的结构示意图，如图1所示，包括：叶片夹具和双驱动加载装置，所述双驱动加载装置与所述叶片夹具连接；所述叶片夹具，用于装夹风电叶片；所述双驱动加载装置通过闭环自反馈控制系统进行速度闭环控制，且用于产生偏心质量激振，以带动所述风电叶片沿挥舞方向往复振动。可以理解的是，当双驱动加载装置提供的频率与风电叶片固有频率一致时，两者发生共振从而带动叶片沿挥舞方向往复振动。在本技术实施例中，双驱动加载装置通过闭环自反馈控制系统进行速度闭环控制，双驱动加载装置产生偏心质量激振，以带动通过叶片夹具固定的风电叶片沿挥舞方向往复振动，采用双驱动加载装置可以输出较大的激振力，从而解决叶片挥舞方向疲劳试验激振力大的问题，满足试验的载荷要求。在上述实施例的基础上，所述双驱动加载装置包括同步控制器、第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第一伺服电机1、第二伺服电机、第一减速机3、第二减速机、双驱轴4、偏心摆臂机构7和减速机机架6；其中，所述同步控制器通过所述第一伺服驱动器驱动所述第一伺服电机1，所述同步控制器通过所述第二伺服驱动器驱动所述第二伺服电机；所述第一伺服电机1与所述第一减速机3联接，所述第一减速机3的输出轴与所述双驱轴4的一端连接；所述双驱轴4的另一端与所述第二减速机的输出轴连接，所述第二减速机与所述第二伺服电机联接；所述叶片夹具与所述减速机机架6的底部固定连接，所述第一减速机3和所述第二减速机分别固定在所述减速机机架6的顶部；所述偏心摆臂机构7与所述双驱轴4连接。可以理解的是，所述第一伺服电机1和所述第二伺服电机均通过电机支撑板2进行固定，所述电机支撑板2固定在减速机机架6上。具体地，同步控制器采用扭矩同步模式进行控制，通过同步控制器内部PID调节，精确控制第一伺服电机和第二伺服电机扭矩输出，从而达到双轴同步的效果。在上述实施例的基础上，所述双驱动加载装置还包括：第一编码器以及第二编码器；其中，所述第一编码器安装于所述第一伺服电机，用于采集所述第一伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置，其特征在于，包括：叶片夹具和双驱动加载装置，所述双驱动加载装置与所述叶片夹具连接；所述叶片夹具，用于装夹风电叶片；所述双驱动加载装置通过闭环自反馈控制系统进行速度闭环控制，且用于产生偏心质量激振，以带动所述风电叶片沿挥舞方向往复振动。

【技术特征摘要】
1.一种基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置，其特征在于，包括：叶片夹具和双驱动加载装置，所述双驱动加载装置与所述叶片夹具连接；所述叶片夹具，用于装夹风电叶片；所述双驱动加载装置通过闭环自反馈控制系统进行速度闭环控制，且用于产生偏心质量激振，以带动所述风电叶片沿挥舞方向往复振动。2.根据权利要求1所述的基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置，其特征在于，所述双驱动加载装置包括同步控制器、第一伺服驱动器、第二伺服驱动器、第一伺服电机、第二伺服电机、第一减速机、第二减速机、双驱轴、偏心摆臂机构和减速机机架；其中，所述同步控制器通过所述第一伺服驱动器驱动所述第一伺服电机，所述同步控制器通过所述第二伺服驱动器驱动所述第二伺服电机；所述第一伺服电机与所述第一减速机联接，所述第一减速机的输出轴与所述双驱轴的一端连接；所述双驱轴的另一端与所述第二减速机的输出轴连接，所述第二减速机与所述第二伺服电机联接；所述叶片夹具与所述减速机机架的底部固定连接，所述第一减速机和所述第二减速机分别固定在所述减速机机架的顶部；所述偏心摆臂机构与所述双驱轴连接。3.根据权利要求2所述的基于闭环自反馈控制系统的风电叶片疲劳试验加载装置，其特征在于，所述双驱动加载装置还包括：第一编码器以及第二编码器；其中，所述第一编码器安装于所述第一伺服电机，用于采集所述第一伺服电机的转动角度信息并实时传输至所述同步控制器；所述第二编码器安装于所述第二伺服电机，用于采集所述第二伺服电机的转动角度信息并实时传输至所述同步控制器。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：张金峰，戴军，邢海瑞，王侃，王欣荣，周高飞，邹文尧，李鹏，王丹丹，周新亮，黄雨同，
申请(专利权)人：北京鉴衡认证中心有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11