一种风力发电机叶片固有频率自动提取方法技术
A method for automatic extraction of natural frequency of wind turbine blades
【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机叶片固有频率自动提取方法
本专利技术属于模态分析
，具体涉及一种风力发电机叶片固有频率自动提取方法。
技术介绍
我国风电产业目前处在高速发展阶段，其对优化能源结构、促进节能减排的作用日益凸显。但因为风电机组大多安装在风能丰富的地区，而这些地区气候条件恶劣，同时风机叶片承受无规律、变速变载荷的风力作用，导致叶片在运行过程中逐渐产生表面损伤，如涂层剥落、点蚀、轻度裂纹等，这种损伤日积月累，便有可能导致叶片严重裂纹产生，严重者叶片断裂，经济损失巨大。在处理叶片部件故障时，如果需要更换新件，由于所需备件需要很长的准备时间，同时现场维修需要租赁吊车等专用设备，所以造成的停机时间远大于其它故障。预知性维护是一种新的维护模式，是以状态监测与故障诊断技术为基础，根据设备的实际状况定制备件，制定维修计划，相对于其它维护模式可以有效节约维护成本，减少停机时间，尤其适用于风力发电机叶片等关键部件。通过监测叶片模态变化来确定叶片健康状态是一种有效途径，由于振型需要的测点多(硬件成本高、施工难度大)，而阻尼比误差大，所以选取固有频率作为监测参数。由于风机叶片结构巨大，一...
【技术保护点】
一种风力发电机叶片固有频率的自动提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：利用双轴加速度传感器从风机叶片上采集摆振、挥舞两方向振动数据，并同时获取风力发电机SCADA功率参数数据，将两类数据按照对应时钟进行统一保存；步骤2：对保存后的数据进行功率参数判断，若功率大于0，则选用挥舞方向振动数据进行后续分析，若功率等于0，则选用摆振方向振动数据进行后续分析；步骤3：从步骤2中数据进行固有频率提取；步骤4：从已经获得的固有频率中剔除谐波模态，获得最终真实固有频率。
【技术特征摘要】
1.一种风力发电机叶片固有频率的自动提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：利用双轴加速度传感器从风机叶片上采集摆振、挥舞两方向振动数据，并同时获取风力发电机SCADA功率参数数据，将两类数据按照对应时钟进行统一保存；步骤2：对保存后的数据进行功率参数判断，若功率大于0，则选用挥舞方向振动数据进行后续分析，若功率等于0，则选用摆振方向振动数据进行后续分析；步骤3：从步骤2中数据进行固有频率提取；步骤4：从已经获得的固有频率中剔除谐波模态，获得最终真实固有频率。2.如权利要求1所述的一种风力发电机叶片固有频率自动提取方法，其特征在于，所述步骤1中双轴加速度传感器直接粘贴于叶片内部腹板。3.如权利要求1所述的一种风力发电机叶片固有频率自动提取方法，其特征在于，所述步骤2中根据功率是否大于0来确定后续分析目标数据，其中挥舞方向是指叶片前缘指向后缘的方向，摆振方向是指叶片弦线的垂向。4.如权利要求1所述的一种风力发电机叶片固有频率自动提取方法，其特征在于，步骤3所述的固有频率提取包括以下步骤：第一，对原始振动信号进行带通滤波，例如，我们要提取10Hz-50Hz以内的低阶固有频率，则对原始振动信号进行10Hz-50Hz的带通滤波；第二，对滤波后的信号进行傅里叶变换，频响函数中的极点包含了固有频率信息，而极点又可以通过响应的傅里叶变换求得，这是通过傅里叶变换求取固有频率的理论依据；第三，提取10Hz-50Hz间的所有局部最大值，具体方法如下：序列Y为原始振动信号经过滤波后的傅里叶谱，长度为N，X为信号Y对应的点次，即X＝1:N；首先剔除Y序列中连续的相同值，并更新X值，剔除谐波模态的方法是，其次获取所有局部最大值，最大值获取方法是，S(i)＝sgn(Y(i)-Y(i+1)),i＝1,2,…,N-1(2)iM＝1+find(S＜0)XM＝X(iM)YM＝Y(iM)(3)其中，sgn(·)为符号判定函数，其定义如(4)式所示S为序列Y前一个元素与后一个元素取差值后符号判定得到的序列，函数find(·)作用是寻找数据序列满足某种条件的角标，XM是序列Y中所有局部最大值的角标，即...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凡，杨庆超，白钢，
申请(专利权)人：西安锐益达风电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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