大型风力机叶片模态测试与分析

2012-10-23蒋维

电网与清洁能源 2012年11期

蒋维

（中国水利电力物资有限公司，北京 100045）

风力机叶片成本大约占整台风力发电机组的1/5，叶片结构设计是整个风力机组设计的基础，它的设计应该根据气动设计中计算的载荷，并考虑机组实际运行环境的影响，如风沙、低温结冰等问题[1]，使叶片具有足够的强度和刚度，保证叶片在规定的使用环境条件下，在其使用寿命周期内不发生损坏[2]。因此风力机叶片的振动分析对于控制风力机的生产成本、提高工作效率以及使用寿命等具有非常重要的意义。风力机叶片的振动特性分析主要研究机械结构的固有频率、阻尼和振型图。通过固有频率、阻尼和振型图，可以对风力机叶片进行振动故障诊断、结构损伤预测以及结构动力特性优化，从而可以有效提高风力机叶片的效率和性能、延长风力机叶片的使用寿命[3]。获取风力机叶片的固有频率以后，在风力机工作的时候，则可以将风力机的激振频率与风力机叶片的固有频率错开，可以避免风力机发生共振，有效提高风力机的性能、改善运行环境。在风力机叶片的各种振动特性分析方法中，模态分析是被广泛采用的一种手段[2-3]。目前对于风力机叶片的振动特性分析方法比较少，因此采用了风力机叶片的振动特性分析装置对风力机叶片试验模态分析，得出了相应模态参数，可以作为风力机叶片动力学特性分析的基础[4]。