风力发电机组模态测试系统技术方案

本发明专利技术公开了风力发电机组塔筒模态测试系统。该模态测试系统包括：用于分别设置在与至少一层平台对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的一组位移传感器、一组应力传感器、用于设置在所述至少一层平台的数据采集器；所述位移传感器、所述应力传感器分别与所述数据采集器连接。该模态测试系统通过位移传感器和应力传感器分别感知塔筒的晃动幅度和载荷，融合获取的晃动幅度和载荷，可以实现更高精度的模态测试。该模态测试系统用于塔筒的模态测试，也可以用于塔筒模态的长期监测。可以用于塔筒模态的长期监测。可以用于塔筒模态的长期监测。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组模态测试系统


[0001]本专利技术属于风力发电
，具体涉及风力发电机组塔筒模态测试系统。

技术介绍

[0002]随着风力发电机组制造工艺越来越成熟，风力发电机组的塔筒越来越高，塔筒的结构、材质也由钢塔分别演变出柔塔、混塔、桁架、分片式和木质塔筒等多种形式。相应地，复杂多变的塔筒对于风力发电机组塔筒模态测试系统的需求越来越高。
[0003]目前的模态测试设备不具有对风机的塔筒的晃动幅度、塔筒的载荷、塔筒所在风场的风力参数同时进行感知的能力。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供风力发电机组塔筒模态测试系统，以克服目前的模态测试设备所覆盖的物理量较少、各物理量难以同时采集的技术问题。
[0005]本专利技术提供的风力发电机组塔筒模态测试系统，包括：
[0006]用于分别设置在与至少一层平台对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的一组位移传感器、一组应力传感器、用于设置在所述至少一层平台的数据采集器；
[0007]所述位移传感器、所述应力传感器分别与所述数据采集器连接。
[0008]进一步地，还包括：
[0009]用于分别设置在塔筒所在风场的风向测量设备、风速测量设备、风力参数采集设备；
[0010]所述风向测量设备、风速测量设备分别与所述风力参数采集设备连接。
[0011]进一步地，还包括：
[0012]模态测量设备，所述模态测量设备分别与所述数据采集器、所述风力参数采集设备连接。
[0013]进一步地，所述模态测量设备还用于与风力发电机组的PLC连接。
[0014]进一步地，所述模态测量设备还与无线通信设备连接。
[0015]进一步地，所述位移传感器包括至少2个双轴位移传感器，所述至少2个双轴位移传感器间隔预设方位角安装。
[0016]进一步地，所述应力传感器包括至少2个用于感知弯矩的应力应变片，所述应力应变片间隔预设方位角安装。
[0017]进一步地，还包括：
[0018]直流电源模块；
[0019]所述直流电源模块用于为所述位移传感器和所述数据采集器供电。
[0020]进一步地，还包括：
[0021]隔离变压器；
[0022]所述隔离变压器与所述直流电源模块的220V侧连接。
[0023]进一步地，根据所述位移传感器感知的塔筒的晃动幅度确定塔筒的整体实测频率；或根据所述应力传感器感知的塔筒的载荷确定塔筒的整体实测频率。
[0024]本专利技术提供的风力发电机组塔筒模态测试系统，通过位移传感器和应力传感器分别感知塔筒的晃动幅度和载荷，融合获取的晃动幅度和载荷，可以实现更高精度的模态测试。该模态测试系统用于塔筒的模态测试，也可以用于塔筒模态的长期监测。
附图说明
[0025]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：
[0026]图1为本专利技术优选实施方式的风力发电机组塔筒模态测试系统的组成示意图；
[0027]图2为本专利技术优选实施方式的风力发电机组塔筒模态测试系统的另一组成示意图；
[0028]图3为本专利技术优选实施方式的双轴位移传感器在测试平面上的安装示意图；
[0029]图4本专利技术优选实施方式的风力发电机组塔筒模态测试系统获取的紧急停机后塔筒的前后弯矩的自由衰减的响应的数据的曲线；
[0030]图5为图4的自由衰减的响应的曲线对应的半功率点与阻尼比的示意图。
具体实施方式
[0031]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0032]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0033]风力发电机组(以下称风机)制造工艺越来越成熟，风力发电机组的塔筒越来越高。通过高精度位移传感器测量塔筒晃动幅度，通过应变片测量塔筒载荷，通过。通过采集这些变量来。
[0034]加装风速计和风向计用来感知塔筒所在风场的风力参数；同时，还获取风力发电机组的PLC内的机组控制变量，以结合机组的工作状态来分别塔筒的模态。
[0035]本专利技术实施例的风力发电机组塔筒模态测试系统，包括：用于分别设置在与至少一层平台对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的一组位移传感器、一组应力传感器、用于设置在所述至少一层平台的数据采集器，所述位移传感器、所述应力传感器分别与所述数据采集器连接。
[0036]进一步地，还包括：用于分别设置在塔筒所在风场的风向测量设备、风速测量设备、风力参数采集设备，所述风向测量设备、风速测量设备分别与所述风力参数采集设备连接。
[0037]进一步地，还包括：模态测量设备，所述模态测量设备分别与所述数据采集器、所述风力参数采集设备连接。
[0038]进一步地，所述模态测量设备还用于与风力发电机组的PLC连接。
[0039]进一步地，所述模态测量设备还与无线通信设备连接。
[0040]进一步地，所述位移传感器包括至少2个双轴位移传感器，所述至少2个双轴位移传感器间隔预设方位角安装。
[0041]进一步地，所述应力传感器包括至少2个用于感知弯矩的应力应变片，所述应力应变片间隔预设方位角安装。
[0042]如图1所示，本专利技术实施例的风力发电机组塔筒模态测试系统应用于某型塔筒1000时，包括：用于设置在平台L1对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的位移传感器110、应变片120、用于设置在平台L1的数据采集器150；用于设置在平台L2对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的位移传感器210、应变片220、用于设置在平台L2的数据采集器250；用于设置在平台L3对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的位移传感器310、应变片320、用于设置在平台L3的数据采集器350；用于设置在平台L4对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的位移传感器410、应变片420、用于设置在平台L4的数据采集器450；用于设置在平台L5对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的位移传感器510、应变片520、用于设置在平台L5的数据采集器550；用于设置在平台L6对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的位移传感器610、应变片620、用于设置在平台L6的数据采集器650。
[0043]某型风力发电机组的轮毂高度大致为120m～140m。该风力发电机组的塔筒1000设置有5层维护平台和1层偏航调整平台。因此，这共计6层的平台具有设置模态监测点的条件。
[0044]如图2所示，与图1相对应，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组塔筒模态测试系统，其特征在于，包括：用于分别设置在与至少一层平台对应的塔筒的横截面所对应的侧壁上的一组位移传感器、一组应力传感器、用于设置在所述至少一层平台的数据采集器；所述位移传感器、所述应力传感器分别与所述数据采集器连接。2.如权利要求1所述的模态测试系统，其特征在于，还包括：用于分别设置在塔筒所在风场的风向测量设备、风速测量设备、风力参数采集设备；所述风向测量设备、风速测量设备分别与所述风力参数采集设备连接。3.如权利要求1所述的模态测试系统，其特征在于，还包括：模态测量设备，所述模态测量设备分别与所述数据采集器、所述风力参数采集设备连接。4.如权利要求3所述的模态测试系统，其特征在于，所述模态测量设备还用于与风力发电机组的PLC连接。5.如权利要求3所述的模态测试系统，其特征在于，所述模态测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全皎，蔡传卫，刘东华，贾鈜崴，庄佳才，臧晓春，刘林，陈旭，黄国育，王大龙，
申请(专利权)人：南方海上风电联合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：