本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)試驗，特別是一種海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺及其工作方法。

背景技術(shù)：

1、海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片長期工作在極端惡劣的海洋環(huán)境中，與陸上風(fēng)力發(fā)電相比，面臨更為復(fù)雜的自然工作條件，這給葉片的運行和維護(hù)帶來了巨大挑戰(zhàn)。葉片作為海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心部件，海上環(huán)境的復(fù)雜多變使得葉片更容易受到嚴(yán)重的損傷，進(jìn)而影響海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的正常運行。

2、在海上風(fēng)電場中，葉片故障類型繁多，各種故障的表現(xiàn)形式各異，這使得全面收集所有故障類型的葉片樣本變得極其困難。且目前的葉片疲勞試驗臺僅能模擬葉片在靜止?fàn)顟B(tài)下的疲勞試驗，難以模擬葉片在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的疲勞試驗，由于工況的不同，靜態(tài)葉片故障樣本與實際的葉片故障樣本會存在一定的差異。因此，模擬海上風(fēng)機(jī)葉片在惡劣海洋環(huán)境下的疲勞和腐蝕情況，特別地，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行加速壽命試驗具有重要意義，有助于完善海上風(fēng)機(jī)的智能運維體系。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種易于實施，操作便利的海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺及其工作方法，能夠在模擬海上惡劣環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片的加速壽命退化試驗，保證試驗結(jié)果接近實際工況數(shù)據(jù)。

2、本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺，包括底座，所述底座后部上側(cè)扣設(shè)有環(huán)境罩，環(huán)境罩內(nèi)部形成試驗室，所述試驗室內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)模塊；環(huán)境罩前側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)口并且進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管與鼓風(fēng)機(jī)的出口端相連接；環(huán)境罩后側(cè)設(shè)有出風(fēng)口并且出風(fēng)口處設(shè)有過濾篩網(wǎng)；風(fēng)管上方設(shè)有裝沙容器，所述裝沙容器的下料口與風(fēng)管相連通。

3、進(jìn)一步的，所述風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)速測量儀和第一比例電磁閥；所述裝沙容器的下料口處設(shè)有第二比例電磁閥。

4、進(jìn)一步的，所述環(huán)境罩內(nèi)頂部設(shè)有噴頭、溫度傳感器、濕度傳感器和加熱燈。

5、進(jìn)一步的，所述過濾篩網(wǎng)下方設(shè)有沙子回收槽，所述沙子回收槽下方設(shè)有烘干箱，所述烘干箱底部設(shè)置可翻轉(zhuǎn)啟閉的擋板，所述烘干箱下方設(shè)有通往裝沙容器的傳送帶。

6、進(jìn)一步的，所述底座上側(cè)設(shè)有位于試驗室內(nèi)的固定座，所述固定座上側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)臺，所述固定座內(nèi)部設(shè)有用以驅(qū)動轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的第二電機(jī)；所述風(fēng)機(jī)模塊包括下端連接于轉(zhuǎn)臺上的塔桿，所述塔桿上端設(shè)有支撐座，所述支撐座通過軸承轉(zhuǎn)動連接有主軸，所述主軸前端連接有輪轂，所述輪轂周部均勻分布有葉片。

7、本發(fā)明另一技術(shù)方案：一種如上所述海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺的工作方法，包括以下步驟：

8、（1）啟動鼓風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管向試驗室內(nèi)吹風(fēng)；

9、（2）通過第一比例電磁閥實時控制風(fēng)速的流量；通過第二比例電磁閥實時控制沙子的流量；通過第二電機(jī)實時控制風(fēng)機(jī)的迎風(fēng)角度；實時控制噴頭、加熱燈工作以調(diào)節(jié)環(huán)境罩中的環(huán)境的溫濕度；

10、（3）通過過濾篩網(wǎng)將試驗時使用后的沙子與空氣分離，沙子攔截并回收到烘干箱中，沙子經(jīng)過烘干箱烘干后通過傳送帶送回裝沙容器中，實現(xiàn)重復(fù)利用；

11、（4）加速壽命試驗持續(xù)進(jìn)行直至達(dá)到用戶設(shè)定的試驗時間，加速壽命試驗結(jié)束。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

13、（1）簡便實施與高實用性：本試驗臺設(shè)計易于操作，能夠在模擬海上惡劣環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片的加速壽命退化試驗，確保試驗工況接近實際工況，從而準(zhǔn)確、可靠地分析海上風(fēng)機(jī)葉片在極端海洋環(huán)境中的疲勞和腐蝕情況，提升海上風(fēng)機(jī)的智慧運維水平；

14、（2）獨特的葉片旋轉(zhuǎn)測試：與現(xiàn)有試驗設(shè)備相比，本試驗臺的最大優(yōu)勢是實現(xiàn)了風(fēng)機(jī)葉片在動態(tài)旋轉(zhuǎn)下的加速壽命退化模擬，并且可以設(shè)置不同迎風(fēng)角度；該創(chuàng)新設(shè)計能夠真實再現(xiàn)葉片在實際運行中的動態(tài)工況，使試驗?zāi)軌蚋鼫?zhǔn)確地模擬風(fēng)電場中不同機(jī)組的實際工作狀態(tài)和葉片損傷情況，極大地提高了試驗的真實性和數(shù)據(jù)的可靠性；

15、（3）復(fù)雜環(huán)境條件調(diào)節(jié)：本試驗臺能夠模擬并實時調(diào)節(jié)復(fù)雜的海上惡劣環(huán)境條件，如含沙量、溫度和濕度；這種設(shè)計確保了試驗環(huán)境的一致性和準(zhǔn)確性，使試驗結(jié)果更加接近實際工況數(shù)據(jù)；

16、（4）資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)：配備了一整套沙子回收和重復(fù)利用裝置，能夠?qū)⒁咽褂玫纳匙咏?jīng)過處理后重新投入實驗；這一設(shè)計不僅節(jié)約了資源、減少了人力投入，還有效避免了實驗環(huán)境的污染，提升了實驗的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性；

17、（5）集成化數(shù)據(jù)控制：試驗臺的數(shù)據(jù)采集控制中心集成了風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗控制和環(huán)境模擬條件調(diào)節(jié)功能，能夠?qū)崟r接收環(huán)境數(shù)據(jù)并精確調(diào)節(jié)環(huán)境條件，將所有信號收集和環(huán)境控制歸于一體，大幅提升了操作的便利性和試驗的精確度。

18、為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關(guān)附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺，其特征在于：包括底座，所述底座后部上側(cè)扣設(shè)有環(huán)境罩，環(huán)境罩內(nèi)部形成試驗室，所述試驗室內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)模塊；環(huán)境罩前側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)口并且進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管與鼓風(fēng)機(jī)的出口端相連接；環(huán)境罩后側(cè)設(shè)有出風(fēng)口并且出風(fēng)口處設(shè)有過濾篩網(wǎng)；風(fēng)管上方設(shè)有裝沙容器，所述裝沙容器的下料口與風(fēng)管相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺，其特征在于：所述風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)速測量儀和第一比例電磁閥；所述裝沙容器的下料口處設(shè)有第二比例電磁閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺，其特征在于：所述環(huán)境罩內(nèi)頂部設(shè)有噴頭、溫度傳感器、濕度傳感器和加熱燈。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺，其特征在于：所述過濾篩網(wǎng)下方設(shè)有沙子回收槽，所述沙子回收槽下方設(shè)有烘干箱，所述烘干箱底部設(shè)置可翻轉(zhuǎn)啟閉的擋板，所述烘干箱下方設(shè)有通往裝沙容器的傳送帶。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺，其特征在于：所述底座上側(cè)設(shè)有位于試驗室內(nèi)的固定座，所述固定座上側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)臺，所述固定座內(nèi)部設(shè)有用以驅(qū)動轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的第二電機(jī)；所述風(fēng)機(jī)模塊包括下端連接于轉(zhuǎn)臺上的塔桿，所述塔桿上端設(shè)有支撐座，所述支撐座通過軸承轉(zhuǎn)動連接有主軸，所述主軸前端連接有輪轂，所述輪轂周部均勻分布有葉片。

6.一種如權(quán)利要求4所述海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺的工作方法，其特征在于：包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺及其工作方法，包括底座，所述底座后部上側(cè)扣設(shè)有環(huán)境罩，環(huán)境罩內(nèi)部形成試驗室，所述試驗室內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)模塊；環(huán)境罩前側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)口并且進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管與鼓風(fēng)機(jī)的出口端相連接；環(huán)境罩后側(cè)設(shè)有出風(fēng)口并且出風(fēng)口處設(shè)有過濾篩網(wǎng)；風(fēng)管上方設(shè)有裝沙容器，所述裝沙容器的下料口與風(fēng)管相連通。本發(fā)明海上風(fēng)機(jī)葉片加速壽命試驗臺易于實施，操作便利，實用性強(qiáng)，能夠在模擬海上惡劣環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片的加速壽命退化試驗，保證試驗結(jié)果接近實際工況數(shù)據(jù)，從而能準(zhǔn)確、可靠的分析出海上風(fēng)機(jī)葉片在惡劣海洋環(huán)境下的疲勞和腐蝕情況，為提升海上風(fēng)機(jī)智慧運維水平提供可靠的試驗依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：張筱辰,李梓田,陳志森,閆森,王琛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21