风力发电机机械载荷测试

• • •
溶剂挥发型 化学作用固化型 热固型
应变片的安装位置
传感器
• 风轮叶根弯矩的测量（摆振和挥舞弯矩）
• 偏航和俯仰力矩的测量 • 转矩的测量 • 塔筒弯矩的测量
风机用应变片测量
• 叶根载荷
叶根圆柱部分，避免螺栓影响，距法兰盘位置一致，安装 在内部（防雷和保护），交叉敏感度最小的位置上
பைடு நூலகம்
风机用应变片测量
应变计工作特性及标定（略）
• 应变极限—温度=const， • 加载时，指示与真实应变 相对误差（>10%）；措施： 选用抗剪强度较高的粘结 剂和基底材料、制造和安 装应变计时控制基底和粘 结剂层不要太厚、适当的 • 固化处理等；都有助于获 得较高的应变极限 • 最大工作电流 疲劳寿命—交变应力作用 下，直至产生疲劳损坏时 的循环次数；疲劳损坏包 括引线断路，应变计输出 幅值变化10%，波形出现 穗状尖峰 绝缘电阻—敏感栅引线与 被测件之间的电阻，提高 绝缘电阻的方法：良好的 粘结剂、基底
• 电阻值R • 灵敏系数 • 横向效应系数 • 零漂—温度=const，F=0， 应变计的指示随时间变化 • 蠕变—温度=const， F=const，应变计的指示随 时间变化 • 温度特性 1）热输出：温度变化产生 应变输出 2）热滞后：升温热输出 曲线和降温热输出曲线不 重合（不可逆）
• 机械滞后—加载与卸载曲 线不重合（不可逆）
3、薄膜应变计
• 非连续金属膜 • 半连续膜 • 连续膜
4、半导体应变计
5、特殊应变计 • 裂纹扩展应变计 • 大应变量应变计
• 疲劳寿命计——推算 交变应变的大小和循 环次数——预测寿命 • 防水应变计
• 双层应变计——同时 测弯曲和轴向应变 • 屏蔽式应变计——减 小磁场影响
应变计工作特性及标定（略）
• 检查与防护（防潮）
电阻应变计的温度误差与补偿
误差： • 电阻丝温度系数 • 电阻丝与试件材料膨胀系数不同
惠斯特电桥
粘结剂
• • • 敏感栅——基底 基底——被测试件 敏感栅——覆盖层 • • • • • • • • 低温（-60—-269°C） 常温（-40—80°C） 中温（80—350°C） 高温（350°C以上） 水下用 核辐射 强磁场 真空
数据存储
• 存储在imc硬盘上，每3小时向PC机传一次 数据 • 直接存储到PC硬盘上（网络故障导致数据 丢失）
谢谢！
电阻应变计
电阻应变计的选择 • 环境温度 应变计的温度范围： 高温350°C以上 中温60—350°C 常温-30—60°C 低温-30°C以下 • 环境湿度 • 磁场环境 • 应变分布梯度 • 应变性质 • • • • • 电阻应变计的粘贴 检查和分选应变计 粘贴表面的准备 贴片 固化 测量导线的焊接与固定
风力发电机机械载荷测试
应变计的特性
应变计的类型
1、金属丝式应变计
• 丝绕式：疲劳寿命、 • 短接式：横向效应系 数小（<0.1%），精度 应变极限高，造价低， 易安装；横向效应大、 高；焊点多、疲劳寿 精度差 命短
2、金属箔式应变计
• 单轴式 • 单轴多栅式（测应变梯度用）
• 应变花（多轴）
• 风轮载荷
1）风轮转矩 2）俯仰时刻 3）偏航时刻
在主轴上间接测量风轮扭矩
在主轴上间接测量偏航和俯仰
风机用应变片测量
• 塔筒载荷（塔顶及塔底）
安装在内壁上应避免门，法兰盘，焊缝，平台的影响
应变片的粘贴方法
应变片的布局图
信号采集、传送、处理、分析： 软件处理
传感器
• 光电编码器： 1）增量式 2）绝对式 3）混合式（增量式+绝对式） • 磁性编码器 • 旋转变压器 • 角度传感器：确定偏航位置
HBM
• 应变片（型号：Y、C、G、K、V+特殊型 号） • 传感器 • 变流器 • 数据采集系统 • 分析和标定软件
载荷信号的标定
拉伸试验
数据采集卡
Imc：数字通道16bit 模拟通道16bit 虚拟通道32bit 2000样本/second 2bit/样本 比恩（bin）法：6000seconds（10min）/ 文件=2.3MB/文件≈10GB/月