本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種葉片、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及方法。
背景技術(shù):
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中,為了獲取最佳的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率,葉輪葉片應(yīng)在不同風(fēng)速下具有不同槳距角,通過調(diào)整不同的槳距角,進(jìn)而調(diào)整葉輪的轉(zhuǎn)速,達(dá)到最優(yōu)的發(fā)電模式。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變槳系統(tǒng)可以調(diào)整葉片的槳距角,槳距角改變時氣流作用在葉片上的驅(qū)動力發(fā)生變化,驅(qū)動力變化時葉輪所受的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)變化,從而實現(xiàn)葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)整。例如,當(dāng)風(fēng)速小于目標(biāo)風(fēng)速時可以啟動變槳系統(tǒng)以調(diào)整葉片的槳距角,從而增大葉片所獲得的驅(qū)動力,使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獲得最為理想的啟動力矩;風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中,當(dāng)風(fēng)速發(fā)生變化時,特別是風(fēng)速超過額定風(fēng)速后,需要通過變槳系統(tǒng)調(diào)整葉片的槳距角,控制葉輪的轉(zhuǎn)速,維持風(fēng)力發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定的發(fā)電功率。
但是,頻繁的變槳動作會降低變槳系統(tǒng)或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的壽命,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性降低。
在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的時候,風(fēng)速較小的時候,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔筒或主軸因重力問題,收到順時針的彎矩影響可能會有突然的大風(fēng)或陣風(fēng),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔筒或主軸因風(fēng)阻產(chǎn)生的逆彎矩突然變大,長久時間就會對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔筒或主軸巨大影響,目前沒有特別好的方法解決。
當(dāng)葉片由于質(zhì)量問題或是風(fēng)況問題導(dǎo)致葉輪整體質(zhì)量不平衡的時候,需要進(jìn)行調(diào)整,但是目前位置也沒有什么好的解決辦法。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在偏航時,尤其是柔性塔架,產(chǎn)生共振,導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障或是塔架無法增高,如何避免共振問題,主要是使葉片停機(jī),但是這樣會影響發(fā)電量。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明實施例提供一種葉片、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及方法,能夠解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片調(diào)速過程中的變槳頻率過高,葉輪對塔筒或主軸的彎矩過大,葉輪整體質(zhì)量不平衡以及產(chǎn)生共振的問題。
第一方面,提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片,包括中空腔體,腔體中設(shè)置有:
質(zhì)塊組件和驅(qū)動組件,驅(qū)動組件用于驅(qū)動質(zhì)塊組件沿葉片長度方向移動;
傳感器,檢測驅(qū)動組件中的至少部分元件的運(yùn)動量或質(zhì)塊組件的位移量。
在第一種可能實現(xiàn)的方式中,傳感器為電壓傳感器、電流傳感器或位移傳感器。
在第二種可能實現(xiàn)的方式中,腔體中沿葉片長度方向固定設(shè)置有導(dǎo)軌,驅(qū)動組件固定連接有質(zhì)塊組件,且驅(qū)動組件和質(zhì)塊組件能一起沿著導(dǎo)軌移動。
在第三種可能實現(xiàn)的方式中,還包括沿葉片長度方向設(shè)置于葉片腔體中的齒條或鏈輪,齒條或鏈路上設(shè)有質(zhì)塊組件;驅(qū)動組件為電機(jī),電機(jī)驅(qū)動齒條或鏈輪帶動質(zhì)塊組件移動。
在第四種可能實現(xiàn)的方式中,驅(qū)動組件包括電機(jī)、滑輪和牽引繩,電機(jī)連接有滑輪,滑輪上安裝有牽引繩,牽引繩上設(shè)有質(zhì)塊組件。
在第五種可能實現(xiàn)的方式中,驅(qū)動組件為液壓缸,液壓缸的固定端固定安裝在腔體上,液壓缸的活動端連接有質(zhì)塊組件。
在第六種可能實現(xiàn)的方式中,腔體中還設(shè)有限位裝置,限位裝置用于限制質(zhì)塊組件的移動范圍。
第二方面,提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,包括主控系統(tǒng)和葉輪,葉輪包括輪轂和葉片,輪轂上設(shè)有葉片,葉片為第一方面中的葉片,葉片和輪轂圍繞轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。
第三方面,提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法,用于控制上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速,包括如下步驟:獲取葉輪轉(zhuǎn)速、葉輪所處位置處的風(fēng)速及各個葉片內(nèi)質(zhì)塊組件相對于葉輪中心的距離;比較獲得的葉輪所處位置處的風(fēng)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定風(fēng)速;當(dāng)判定葉輪所處位置處的風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定風(fēng)速時,向驅(qū)動組件發(fā)出控制指令以使各個質(zhì)塊組件向葉尖方向移動。
在第二種可能實現(xiàn)的方式中,當(dāng)判定葉輪所處位置處的風(fēng)速小于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定風(fēng)速時,向驅(qū)動組件發(fā)出控制指令以使各個質(zhì)塊組件向葉根方向移動。
第四方面,提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的彎矩控制方法,用于調(diào)整上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔筒或主軸因風(fēng)阻產(chǎn)生的彎矩,包括如下步驟:獲取葉輪所處位置處的風(fēng)速及各個葉片內(nèi)質(zhì)塊組件相對于葉輪中心的距離;比較獲取的葉輪所處位置處的風(fēng)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定風(fēng)速;當(dāng)判定葉輪所處位置處的風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的第一預(yù)定風(fēng)速時,調(diào)整各個質(zhì)塊組件整體的重心向下調(diào)整。
在第二種可能實現(xiàn)的方式中,當(dāng)判定葉輪所處位置處的風(fēng)速小于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的第二預(yù)定風(fēng)速時,調(diào)整各個質(zhì)塊組件整體的重心向上調(diào)整。
第五方面,提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉輪質(zhì)量平衡的調(diào)整方法,用于調(diào)整上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉輪整體的質(zhì)量平衡,并在每只葉片上設(shè)有振動檢測儀,該方法包括如下步驟:獲取各個葉片的振動檢測儀的振動參考值及各個葉片內(nèi)質(zhì)塊組件相對于葉輪中心的距離;比較獲取的葉片振動參考值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值;當(dāng)判定某個葉片振動參考值大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值時,調(diào)整該葉片內(nèi)部的質(zhì)塊組件向該葉片的葉尖移動。
在第二種可能的實現(xiàn)方式中,當(dāng)判定某個葉片振動參考值小于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值時,調(diào)整該葉片內(nèi)部的質(zhì)塊組件向該葉片的葉根移動。
在第三種可能的實現(xiàn)方式中,振動參考值包括振動的位移、加速度和頻率中的至少一個。
第六方面,提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組固有頻率的調(diào)整方法,用于調(diào)整上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航時避免與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生共振,偏航時,調(diào)整所有質(zhì)塊組件移動至葉根處。
本發(fā)明提供的葉片、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及方法,通過可控地改變?nèi)~片中質(zhì)心的位置調(diào)整葉輪轉(zhuǎn)速,不需要改變?nèi)~片所受的風(fēng)力,因此不依賴于變槳系統(tǒng),從而可以減少變槳頻率,延長變槳系統(tǒng)壽命。
本發(fā)明中通過改變?nèi)~片中質(zhì)心的位置,還可以改變?nèi)~輪對塔筒或主軸的彎矩,防止彎矩過大。
本發(fā)明中通過改變?nèi)~片中質(zhì)心的位置,還可以平衡葉輪的整體質(zhì)量。
本發(fā)明中通過改變?nèi)~片中質(zhì)心的位置,還可以避免偏航時產(chǎn)生共振。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案,下面將對本發(fā)明實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的葉片的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法的示意圖;
圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒和主軸在風(fēng)阻過大時的示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本申請。
從能量守恒的角度理解,風(fēng)力發(fā)電過程中即風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能;另外,由于發(fā)電過程需要使葉輪保持轉(zhuǎn)動狀態(tài),因此有部分風(fēng)能轉(zhuǎn)換為了葉輪的轉(zhuǎn)動動能。因此,風(fēng)力發(fā)電過程就是風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能和葉輪的轉(zhuǎn)動動能的過程。風(fēng)能大小可以由風(fēng)速大小表征,在同樣的風(fēng)速和同樣的發(fā)電功率下,葉輪所獲得的轉(zhuǎn)動動能是相同的。
對于具有同樣質(zhì)量和同樣動能的葉輪,其質(zhì)量分布越偏向葉片的葉尖其轉(zhuǎn)速越小,因此,在同樣的風(fēng)速下調(diào)整葉輪在其徑向的質(zhì)量分布時會改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速,將質(zhì)量分布向葉尖部分轉(zhuǎn)移則能降低葉輪轉(zhuǎn)速,將質(zhì)量分布向葉根部分轉(zhuǎn)移則能提高轉(zhuǎn)速。同樣的原理,在風(fēng)速增大時將葉輪的質(zhì)量向葉尖的位置轉(zhuǎn)移時可以使葉輪保持原速度,在風(fēng)速降低時將葉輪的質(zhì)量向葉根的位置轉(zhuǎn)移時也可以使葉輪保持原速度。
根據(jù)以上原理,本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片,在機(jī)組的葉片內(nèi)設(shè)置可沿葉片長度方向移動的質(zhì)塊組件,并根據(jù)外界風(fēng)速來控制質(zhì)塊組件在葉片內(nèi)距離葉輪輪轂中心線的位置,從而調(diào)節(jié)葉輪轉(zhuǎn)速。當(dāng)實時風(fēng)速大于額定風(fēng)速時,控制質(zhì)塊組件向葉尖方向移動。會將風(fēng)速增大帶來的額外風(fēng)能轉(zhuǎn)換為自身的動能,從而抑制葉輪轉(zhuǎn)速增大,不會造成葉輪轉(zhuǎn)速波動。同樣的原理,葉片在同樣的角速度下時,質(zhì)塊組件越靠近葉根其線速度越小,其動能也越小。因此,當(dāng)實時風(fēng)速小于額定風(fēng)速時,質(zhì)塊組件向葉根方向移動會將自身的部分動能轉(zhuǎn)移至整個葉輪,彌補(bǔ)風(fēng)速降低減少的風(fēng)能,從而防止葉輪減速,避免葉輪轉(zhuǎn)速波動。
請參考圖1,圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的葉片的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2根據(jù)本發(fā)明一個實施例的葉片的質(zhì)塊組件和驅(qū)動組件的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中,葉片20能夠使自身的質(zhì)心沿其長度方向移動。
葉片20,包括中空腔體,腔體內(nèi)部設(shè)置有質(zhì)塊組件21和驅(qū)動組件,該驅(qū)動組件用于驅(qū)動質(zhì)塊組件21沿葉片長度方向移動,還包括傳感器34,檢測驅(qū)動組件中的至少部分元件的運(yùn)動量或質(zhì)塊組件21的位移量。
傳感器可以根據(jù)實際情況設(shè)置為電壓傳感器、電流傳感器或位移傳感器。
第一種質(zhì)塊組件和驅(qū)動組件的連接方式:腔體中沿葉片長度方向固定設(shè)置有導(dǎo)軌,驅(qū)動組件固定連接有質(zhì)塊組件21,且驅(qū)動組件和質(zhì)塊組件21能一起沿著導(dǎo)軌移動。導(dǎo)軌可以固定設(shè)置在葉片的腹板或是內(nèi)殼體上。驅(qū)動組件可以為發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)帶動質(zhì)塊組件21一起沿著導(dǎo)軌移動。傳感器直接可以設(shè)置在質(zhì)塊組件上,限位裝置設(shè)置在導(dǎo)軌上,限制質(zhì)塊組件的移動范圍。
第二種質(zhì)塊組件和驅(qū)動組件的連接方式:還包括沿葉片長度方向設(shè)置于葉片腔體中的齒條或鏈輪,齒條或鏈輪上設(shè)有質(zhì)塊組件21;驅(qū)動組件為電機(jī),電機(jī)驅(qū)動齒條或鏈輪帶動質(zhì)塊組件21移動。傳感器直接可以設(shè)置在質(zhì)塊組件上或是齒輪或鏈輪上,限位裝置設(shè)置在齒輪或鏈輪上。
第三種質(zhì)塊組件和驅(qū)動組件的連接方式:所述驅(qū)動組件包括電機(jī)、滑輪和牽引繩,電機(jī)連接有滑輪,所述滑輪上安裝有所述牽引繩,所述牽引繩上設(shè)有所述質(zhì)塊組件21。
第四種質(zhì)塊組件和驅(qū)動組件的連接方式:驅(qū)動組件為液壓缸,液壓缸的固定端固定安裝在腔體上,液壓缸的活動端連接有質(zhì)塊組件21。
每種質(zhì)塊組件和驅(qū)動組件的連接方式上都可以選擇性地設(shè)置有限位裝置。當(dāng)然,實際情況,不止這些,還有很有可以實現(xiàn)的方式,但是只要能使驅(qū)動質(zhì)塊組件在葉片長度方向移動的都在我們的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明還保護(hù)一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,包括主控系統(tǒng)和葉輪,葉輪包括輪轂和葉片,輪轂上設(shè)有葉片,葉片中設(shè)有質(zhì)塊組件21和驅(qū)動組件,所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動所述質(zhì)塊組件21沿所述葉片20長度方向移動。
本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,可以通過調(diào)整葉片中質(zhì)塊組件相對于輪轂中心的距離來改變?nèi)~輪的轉(zhuǎn)動慣量,從而控制葉輪轉(zhuǎn)速?;蛘撸€可以使所有質(zhì)塊組件作為整體時的質(zhì)心位于葉輪中心的上方,通過質(zhì)心處離心力的作用減小葉輪重力對主軸的彎矩。
另外,葉輪本身可能會由于葉片加工或安裝精度問題出現(xiàn)質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)中心的情況,造成葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)生震動。本發(fā)明提供的葉輪,各個葉片中設(shè)置有可移動的質(zhì)塊,通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整可以使葉輪的質(zhì)量重新分布,使葉輪質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心重合,實現(xiàn)葉輪的動平衡。
除此之外,質(zhì)塊越遠(yuǎn)離葉輪的旋轉(zhuǎn)中心則葉輪的固有振動頻率會越低,反之越高。因此,在風(fēng)電機(jī)組停機(jī)偏航時,則可以調(diào)整質(zhì)塊在葉片內(nèi)的位置,使質(zhì)塊組件均靠近葉片葉根處,增大葉輪機(jī)的振動頻率,從而避免偏航機(jī)組發(fā)生共振。
請參考圖2,下面結(jié)合圖2的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪結(jié)構(gòu)對本發(fā)明實施例提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明實施例提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法,用于控制葉輪的轉(zhuǎn)速,減少變槳頻率,包括如下步驟:
獲取所述葉輪轉(zhuǎn)速、葉輪所處位置處的風(fēng)速及各個葉片內(nèi)所述質(zhì)塊組件相對于所述葉輪中心的距離;
比較獲得的所述葉輪所處位置處的風(fēng)速和所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定風(fēng)速;
當(dāng)判定所述葉輪所處位置處的風(fēng)速大于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定風(fēng)速時,向所述驅(qū)動組件發(fā)出控制指令以使各個所述質(zhì)塊組件向葉尖方向移動。
當(dāng)判定所述葉輪所處位置處的風(fēng)速小于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的額定風(fēng)速時,向所述驅(qū)動組件發(fā)出控制指令以使各個所述質(zhì)塊組件向葉根方向移動。
由于質(zhì)塊組件21向葉片的葉尖方向移動時線速度變大,能將部分風(fēng)能轉(zhuǎn)化為自身動能,相當(dāng)于將該部分風(fēng)能存儲在了整個葉輪中,所以可以在風(fēng)速降低時再將質(zhì)塊組件向葉根方向移動,從而將其動能轉(zhuǎn)換為整個葉輪的動能,提高了風(fēng)能的利用率。
作為一個可選實施例,在步驟S13或S14中,在質(zhì)塊組件21分別沿葉片長度方向在葉片20、30和40的空腔內(nèi)移動時,使質(zhì)塊組件21與葉輪輪轂10的中心線11具有相等的距離。此時,三者的運(yùn)動軌跡為圓60的圓周,圓60的圓心與輪轂10的中心線11同心。應(yīng)當(dāng)理解,圓60為虛擬的圓,并不表示任何實體特征,其圓周用于表征質(zhì)塊組件21的運(yùn)動軌跡,其半徑表示三者與輪轂10的中心線11之間的距離。當(dāng)質(zhì)塊組件21向葉片的葉尖方向移動時,圓60的直徑是增大的;當(dāng)質(zhì)塊組件21向葉片的葉根方向移動時,圓60的直徑是減小的。
質(zhì)塊組50的質(zhì)心51為質(zhì)塊組件21所構(gòu)成的三角形的三條中線的交點(diǎn),由于該三角形為等邊三角形,因此質(zhì)塊組50的質(zhì)心51與圓60的圓心61及葉輪中心線11重合,因此上述措施不會造成葉輪質(zhì)心改變,避免了質(zhì)心偏心造成的震動。
本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法不需要改變?nèi)~片的受力,因此不依賴于變槳系統(tǒng),從而可以減少變槳頻率,延長變槳系統(tǒng)壽命。
參考圖3,圖中可以看出在風(fēng)速過大是塔筒會產(chǎn)生傾斜,主軸也會因為風(fēng)阻產(chǎn)生過大的彎矩。
本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組彎矩調(diào)整方法,可以減輕上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔筒因風(fēng)阻產(chǎn)生的傾斜以及主軸因風(fēng)阻產(chǎn)生的彎矩。
本方法可抵消/減輕葉輪風(fēng)阻對塔筒2和主軸的彎矩,包括如下步驟:
S21、獲取葉輪所處位置處的風(fēng)速及各個葉片內(nèi)所述質(zhì)塊組件相對于所述葉輪中心的距離;
S22、比較獲取的所述葉輪所處位置處的風(fēng)速和所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定風(fēng)速;
S23、當(dāng)判定所述葉輪所處位置處的風(fēng)速大于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的第一預(yù)定風(fēng)速時,調(diào)整各個所述質(zhì)塊組件整體的重心向下調(diào)整;
S24、當(dāng)判定所述葉輪所處位置處風(fēng)速小于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的第二預(yù)定風(fēng)速時,調(diào)整各個所述質(zhì)塊組件整體的重心向上調(diào)整。
彎矩的調(diào)整方法可以在葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法之后調(diào)整或是同步調(diào)整。在步驟S21中,獲取各個葉片中質(zhì)塊組件與葉輪中心的距離后,可結(jié)合葉片角度由幾何關(guān)系計算得出其相對于葉輪中心的空間位置,并計算出所有質(zhì)塊組件作為一個整體時質(zhì)心51的位置。在實際運(yùn)行中,質(zhì)心51相對于葉輪中心的方位可以根據(jù)各個葉片中質(zhì)塊組件與葉輪中心的距離及葉片方位角由控制系統(tǒng)實時計算出來,也可以將其所有可能的方位信息存儲于控制系統(tǒng)中,再根據(jù)實時的質(zhì)塊組件與葉輪中心的距離、以及葉片方位角信息從控制系統(tǒng)中直接獲取質(zhì)心51的方位信息。
在步驟S22中,比較獲取的葉輪所處位置處風(fēng)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的第一預(yù)定風(fēng)速,如是否大于該風(fēng)電機(jī)組的1.2倍的額定風(fēng)速。
當(dāng)判定葉輪所處位置處風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的第一預(yù)定風(fēng)速時,在步驟S23中,根據(jù)各個葉片所處的方位角調(diào)整其內(nèi)部質(zhì)塊組件與葉輪中心的距離,以使所有質(zhì)塊組件整體的質(zhì)心51向上調(diào)整。
本發(fā)明實施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉輪質(zhì)量平衡的調(diào)整方法,能夠控制上述實施例中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉輪整體的質(zhì)量平衡,葉輪的每只葉片上設(shè)有振動檢測儀。該方法包括如下步驟:
S31、獲取各個所述葉片的振動檢測儀的振動參考值及各個葉片內(nèi)所述質(zhì)塊組件相對于所述葉輪中心的距離;
S32、比較獲取的所述葉片振動參考值和所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值;
S33、當(dāng)判定某個所述葉片振動參考值大于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值時,調(diào)整該葉片內(nèi)部的所述質(zhì)塊組件向該葉片的葉尖移動;
S34、當(dāng)判定某個所述葉片振動參考值小于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值時,調(diào)整該葉片內(nèi)部的所述質(zhì)塊組件向該葉片的葉根移動。
在步驟S31中,獲取各個葉片的振動檢測儀的振動參考值,以及通過葉片內(nèi)的傳感器獲取各個葉片內(nèi)質(zhì)塊組件相對于葉輪中心的距離。本實施例中,振動參考值為振動頻率。
在步驟S32中,比較獲取的葉片振動頻率值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值。該預(yù)定振動參考值應(yīng)小于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所能承受的最大振動值。
當(dāng)判定某個葉片振動參考值大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值時,在步驟S33中,調(diào)整該葉片內(nèi)部的質(zhì)塊組件向該葉片的葉尖移動。如果該振動頻率高于參考值,說明該葉片質(zhì)量重心偏于葉根處,應(yīng)當(dāng)使質(zhì)塊組件向葉尖移動以使質(zhì)量分布趨于均勻。
當(dāng)判定某個葉片振動參考值小于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)定振動參考值時,在步驟S34中,調(diào)整該葉片內(nèi)部的質(zhì)塊組件向該葉片的葉根移動。如果該振動頻率低于參考值,說明該葉片質(zhì)量重心偏于葉尖處,應(yīng)當(dāng)使質(zhì)塊組件向葉根移動以使質(zhì)量分布趨于均勻。
葉輪質(zhì)量平衡的調(diào)整方法可以在葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法之后調(diào)整或是同步調(diào)整。
上述方法可以消除葉片因制造或安裝誤差造成的質(zhì)量分布不均,減輕葉片的振動。
在一些可選實施例中,振動參考值還可以為振動的位移;在另一些可選實施例中,振動參考值還可以為加速度。振動參考值包括振動的位移、加速度和頻率中的至少一個。
本發(fā)明實施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組固有頻率的調(diào)整方法,用于控制上述實施例中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航時避免與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生共振,具體為,當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行偏航時,調(diào)整所有質(zhì)塊組件移動至葉片的葉根處。進(jìn)行偏航操作時,偏航產(chǎn)生的振動頻率應(yīng)避開整機(jī)固有頻率,以免機(jī)艙和葉輪發(fā)生共振。偏航中將質(zhì)塊組件全部移動至葉根處,可以使葉輪整體的質(zhì)量向葉輪中心集中分布,從而提高整機(jī)固有頻率,防止整機(jī)固有頻率接近偏航振動頻率,避免共振。
以上,僅為本發(fā)明的具體實施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到各種等效的修改或替換,這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。