声发射技术在风力机叶片疲劳探伤中的应用

风力机叶片是风力发电机的重要组成部分。将声发射技术应用于风力机叶片疲劳探伤,可有效解决叶片的探伤难题,提高叶片疲劳测试的准确度,也可为风力发电机叶片故障在线监测提供参考和借鉴。     

声发射技术在风力机叶片疲劳探伤中的应用

风力机叶片是风力发电机的重要组成部分.将声发射技术应用于风力机叶片疲劳探伤,可有效解决叶片的探伤难题,提高叶片疲劳测试的准确度,也可为风力发电机叶片故障在线监测提供参考和借鉴。     

玻璃钢风力机叶片疲劳设计

玻璃钢风力机叶片的疲劳分析是叶片设计的一个重要方面，本文从叶片荷载，玻璃钢材料疲劳性能及疲劳强度估算方法三方面进行了探讨，由于荷载的复杂性，仅考虑了确定性荷载对疲劳的影响。根据风况分布确定备荷载工况的循环数。介绍了玻璃钢材料的疲劳破坏过程、破坏准则，及疲劳性能。叶片的疲劳设计采用无限寿命方法和安全寿命方法。在后者方法中应用了Palmgren-Miner损伤累积法则。文中给出了一个算例。     

大型风力机叶片模态测试与分析

利用建成的大型风力机叶片的振动特性分析装置,用测力法和不测力法对风力机叶片进行模态试验及分析,测试了风力机叶片的模态参数（固有频率、阻尼和振型）,得到了叶片的振动特性。采用共振法将偏心电机和变频器连成一体作为激励源测试了叶片的固有频率,实验验证了单叶片的危险运行频率。对大型风力机叶片模态试验及分析提供了可靠的实验装置和试验方法,对风力机叶片动力学特性分析提供有力工具。     

漳平电厂1号机叶片断裂失效分析

通过检查、试验分析,判定漳平电厂1号机高压转子第8级叶片大面积断裂,系因叶片装配时根部间隙偏大,在运行过程中发生疲劳所致。     

双转子永磁同步风力发电机的最大功率跟踪控制

转速控制是永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪控制的方法之一,该文在分析了双转子永磁同步风力发电机的数学模型、特性和搭建了双转子永磁同步风力发电机的仿真模型的基础上,将转速控制方法应用到管道式双转子永磁同步风力发电系统中。仿真结果表明:前后风力机设计合适的叶片,转速控制可应用到新型的双转子永磁同步风力发电机,前后风力机可能都实现最大风能跟踪,具有一定的理论意义。     

135 MW汽轮机无中心孔转子热应力有限元计算及低周疲劳寿命分析

引进了Lemaire的非线性低周疲劳连续损伤累积理论和三轴度因子，建立了汽轮机转子低周疲劳寿命损耗计算模型，将材料简单试验的低周疲劳试验结果应用于计算复杂应力状态下转子低周疲劳寿命损耗，计算了汽轮机转子在复杂应力状态下的低周疲劳寿命损耗，并将其计算结果进行了对比分析。分析结果表明多轴损伤累积模型较为准确的反映了转子低周疲劳寿命非线性累积损伤过程，接近于工程实际。     

风力机叶片静力测试与分析

利用风力机叶片动力特性实验台测试了风力机叶片在载荷作用下的形变特性，通过改变加载力的大小和加载位置进行多组实验，计算各个截面的弯矩；通过实验和有限元静力分析找出了风力机叶片主要承力部件，对风力机叶片的设计和制造提供了参考依据，对提高风力机的总体性能和优化设计具有重要意义。     

关于VESTAS42／600kW风力机不用RCC控制保持600kW运行问题的探讨

本文通过对Vestas42／600kW风力机RCC运行控制参数、控制系统流程、异步发电机转子电阻与滑差的关系及对风力机运行影响的分析，提出了在RCC控制系统故障情况下，通过修改风力机运行参数，并使发电机的外接转子电阻变到合适的阻值，不需要RCC控制，保持风力机600kW运行的观点和建议。     

卧轴风力机静、动态不平衡效应

中论述了风力机转子静、动态平衡间的差异，本从每种平衡型式的定义入手，论述了尽管卧轴风力机转子处于静平衡状态，但它仍存在动态不平衡，动态不平衡可引起偏转和或摇摆，从而产生扭矩。当惯性主轴与角度速度矢量一致时，风力机转子就处于动平衡状态， 这种判别标准可用于一个点的质量模型来表示。     

基于动态尾流蜿蜒模型的风力机疲劳损伤评估

风电场尾流效应是影响下游风力机载荷的主要因素。选用美国可再生能源实验室（NREL）最新开源的多物理场耦合仿真软件工具——FAST.Farm，以某海上风电场为研究对象，量化评估了风电场前排、中间和后排风力机的尾流效应、载荷及疲劳损伤特征。结果表明：沿流动方向，风电场内部呈现出风速依次降低，湍流强度依次增加的流动特征；随着来流风速提高，前排、中间、后排风力机的疲劳损伤增大；在较高来流风速条件下，中间位置风力机叶根处和塔基处的疲劳损伤成倍增加，且增加幅度明显高于前排和后排风力机，即疲劳损伤最严重的风力机位于风电场中间区域。建议风电前期开发及后期运维工作中，需要重点关注场区中间位置风力机的结构强度。     

抑制风力机疲劳载荷的直接比例谐振独立变桨控制策略

为减小由叶轮扫略面内风速不均衡导致的风力机疲劳载荷,提出一种无需科尔曼坐标变换的直接独立变桨控制策略。首先,基于风力机叶片旋转坐标系和轮毂静止坐标系之间的关系,分析了叶根弯矩谐波载荷对轮毂载荷的影响规律及其抑制机理;其次,为抑制风力机谐波载荷并减少传统独立变桨控制策略倾覆和偏航力矩之间的耦合影响,提出基于单个叶根弯矩的直接比例谐振(PR)独立变桨控制策略,通过建立周期时变叶片系统的平均线性化模型,设计了相位补偿器和控制器参数,并对所提控制策略在系统参数时变情况下的稳定性进行了频域分析;最后,建立基于Turb Sim-FAST-MATLAB/Simulink风电机组载荷及控制联合仿真模型,分析了某1.5 MW风力机在湍流风作用下的疲劳载荷特性以及不同变桨控制策略的疲劳载荷抑制效果。结果表明,与常规统一变桨控制策略相比,所提直接PR独立变桨控制策略能有效抑制风力机疲劳载荷,且其对机组有功功率输出几乎无影响。     

影响风力发电机组功率曲线变化的主要因素

通过对风力机实际运行数据的分析，发现影响定桨距失速调节型风力机输出功率下降的两个因素：叶片污染，叶片安装角偏小，提出在空气密度低的地区采用调节叶片安装角的方法解决风力机输出功率下降的问题。     

影响风力发电机组功率曲线变化的主要因素

通过分析风力机实际运行数据，发现影响定架距失速调节型风力机输出功率下降的两个因素：叶片污染、叶片安装角偏小。提出在空气密度低的地区采用调节叶片安装角的方法解决风力机输出功率下降的问题。     

汽轮机低压转子末级叶片断裂分析

1台135MW机组在正常运行时突然发生汽轮机低压转子末级叶片断裂,被迫停机检修。为了查明叶片断裂的原因,通过对叶片断口进行宏观、微观试验,并结合运行参数分析,排除了叶片遭水击断裂的可能性,得出叶片断裂的主要原因是叶片局部区域受到外来高温热源击伤,造成局部金属材料组织发生变化,形成疲劳裂纹源所致。     

大型风力机叶片翼型的气动特性分析

翼型是风力机叶片的核心要素。应用FLUENT软件对大型风力机叶片的翼型进行气动特性分析,将计算结果与试验结果进行对比,验证并修正软件模型和相关参数。所采用的方法可以应用于其它翼型的气动特性分析。     

风力机叶片雨淞覆冰的三维数值模拟及试验研究

风力机覆冰导致叶片的气动性能下降,造成风力机功率损失。为研究风机叶片的覆冰增长规律,该文建立了基于欧拉法及传热传质原理的风力机雨淞覆冰三维模型,并在人工气候室内对模型进行了试验验证。基于数值模型研究了温度对覆冰的影响以及覆冰对风力机空气动力特性的影响。研究表明,旋转风力机覆冰区域主要集中在叶片前缘,沿叶展方向覆冰呈线性增加,在叶尖处覆冰最厚;随着温度的降低,水滴冻结系数增加,叶片前缘积冰加剧,覆冰区域减小;覆冰造成阻力系数升高,升力系数下降,空气动力特性恶化。     

风力机叶片随机风载计算

风力机叶片暴风荷载计算是叶片结构设计的一个重要工况，工程上常采用静力学方法计算，但不能保证叶片结构所具有的可靠度。本文采用随机振动方法分析叶片在停车状态受阵风脉动作用的动力响应。叶片简化为悬臂梁，应用Davenport风谱模型，给出了叶片位移和弯矩响应功率谱，以及叶片的极值响应和阵风因子。文中通过120kW、30kW风力机叶片的计算，讨论了风剪、气动阻尼、系统频率对响应的影响，同时对几种暴风工况荷载计算公式作了评价，本文介绍的方法用于风力机叶片结构设计。     

风剪切和动态来流对水平轴风力机尾迹和气动性能的影响

对风剪切和动态来流情况下NREL Phase VI风力机尾迹结构和气动性能进行计算。计算方法采用基于Weissinger-L升力面模型和时间推进自由尾迹模型的涡尾迹方法。应用所建立的方法对轴流工况时风力机的气动性能进行计算,并与实验数据进行比较,验证了模型的有效性。之后对不同来流风,包括稳态风剪切、极端垂直风切变和极端运行阵风时风力机的尾迹结构和气动性能进行计算。结果表明,风剪切使得叶片在旋转周期内经历变化的风速,导致尾迹结构不对称,叶片载荷随时间周期性波动;非稳态来流时,尾迹结构非对称性更明显,载荷波动更大,风力机疲劳载荷增加。计算结果能够为风力机优化设计提供支持。     

风力机叶片的气动弹性问题

风力机叶片是一种展向长、弦向短及刚度小的弹性体,所以在风力机运行中,叶片要受到气动力、弹性力和惯性力的耦合作用,从而使得叶片极易发生振动,从而引起风力机叶片的颤振,这是引起风力机叶片破坏的重要原因之一,也是风力机必须避免的。