用于测量风电机组叶片零位角的相对偏差的方法与流程

本发明涉及一种风电机组叶片零位角的相对偏差的测量方法，具体地，涉及一种基于罗盘的风电机组叶片零位角的相对偏差的测量方法。

背景技术：

在风电机组中，叶片不仅可以在风力的作用下绕风轮的中心公转，每个叶片还可以绕自身轴线自转，以实现“找风”。叶尖横截面上的特征弦线(即，叶尖横截面上的最长的一条弦线)与叶片旋转平面之间的夹角称为安装角。叶片零位角是指叶片自转角为0°时的安装角。零位角相对偏差是指三个叶片零位角不一致，存在相对偏差。

叶片在实际运行中经常存在几方面问题：1、现场吊装叶片时，叶片安装角错误；2、叶片出厂时零位线标记错误；3、随着变桨系统的累计误差，三个叶片出现桨距角差异过大的问题。种种原因都会造成叶片安装角存在相对偏差，叶片安装角度的相对偏差是导致气动不平衡的主要原因，造成叶片间气动力不一致，并进一步影响风机寿命及发电量。

目前，国内外对于叶片零位角的测量方法都是采用基于拍照后图像处理的方法，该方法执行过程复杂，受到拍摄光线、拍摄角度、图像处理算法等环节的制约，测量精度难以提高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种精度较高的测量叶片零位角相对偏差的方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于测量风电机组叶片零位角的相对偏差的方法，所述风电机组包括风轮，该风轮包括轮毂和安装于该轮毂上 的多个叶片，所述方法包括：测量步骤，转动所述风轮，使其中一个叶片垂直于地面，将安装有罗盘的弦线定位模板通过定位孔位置相对固定地套在该叶片的定位横截面上，所述罗盘上显示的角度值为该叶片的测量零位角；重复上述测量步骤，以获取其他叶片的测量零位角；数据处理步骤，比较所有叶片的测量零位角，以获得所述风电机组叶片零位角的相对偏差。

优选地，在所述测量步骤中，转动所述风轮，使每个待测量的叶片从所述轮毂向下延伸。

优选地，每个叶片上的定位横截面与叶尖的距离在2m至6m之间。

优选地，所述定位孔的轮廓与所述定位横截面的轮廓匹配。

优选地，所述弦线定位模板的两端开设有吊装孔。

优选地，所述吊装孔形成在所述定位孔的两端。

优选地，所述弦线定位模板呈矩形，所述定位孔所定位的特征弦线的方向与所述弦线定位模板的长度方向一致，所述罗盘的角度基准线平行于所述弦线定位模板的长边。

优选地，所述罗盘为电子罗盘。

优选地，所述罗盘为三维电子罗盘。

优选地，所述弦线定位模板上还设置有无线通讯模块和电源，所述无线通讯模块与所述电子罗盘电连接，所述电源用于向所述电子罗盘和无线通讯模块供电。

通过上述技术方案，能够简便且准确地测出叶片零位角的相对偏差。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在 附图中：

图1是根据本发明的用于测量风电机组叶片零位角的相对偏差的装置的立体示意图；

图2是显示本发明的用于测量风电机组叶片零位角的相对偏差的装置的装置套在叶片上的主视局部示意图；

图3是图2的左视图；

图4是沿图2中的A-A线截取的截面图。

附图标记说明

1 叶片 11 定位横截面 2 弦线定位模板

21 定位孔 22 吊装孔 3 罗盘

4 无线通讯模板 5 电源

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1至图4所示，本发明提供一种用于测量风电机组叶片零位角的相对偏差的装置，所述风电机组包括风轮，该风轮包括轮毂和安装于该轮毂上的多个叶片1，所述装置包括弦线定位模板2和罗盘3，罗盘3安装在弦线定位模板2上，弦线定位模板2上开设有定位孔21，弦线定位模板2能够通过定位孔21位置相对固定地套在叶片1的定位横截面11上，换言之，定位孔21能够保证在弦线定位模板2套到定位横截面11上之后，弦线定位模板2无法绕叶片1转动，进而保证弦线定位模板2只能以唯一的相对位置套在定位横截面11上。

使用时，转动所述风轮，使一个叶片1垂直于地面，将弦线定位模板2 套在定位横截面11上，此时罗盘3会显示出罗盘基准线与正北或正南方向的夹角，该夹角也是定位横截面11上与角度基准线平行的一条弦线(以下称为“定位弦线”)与正北或正南方向的夹角(以下称为“测量零位角”)。这样，通过将弦线定位模板2套到每个叶片上，就能测出每个叶片上的定位弦线与正北或正南方向的夹角，进而得到叶片零位角的相对偏差。需要说明的是，引入术语“测量零位角”只是用于定义与定位弦线与正北或正南方向的夹角，其并非叶片的真实零位角，但各个叶片之间的零位角相对偏差可以通过比较测量零位角得出。

在上述用于测量风电机组叶片零位角的相对偏差的装置的基础上，本发明还提供一种用于测量风电机组叶片零位角的相对偏差的方法，该方法包括：测量步骤，转动所述风轮，使其中一个叶片1垂直于地面，将安装有罗盘3的弦线定位模板2通过其上的定位孔21位置相对固定地套在该叶片1的定位横截面11上，罗盘3上显示的角度值为该叶片的测量零位角；重复上述测量步骤，以获取其他叶片的测量零位角；数据处理步骤，比较所有叶片的测量零位角，以获得所述风电机组叶片零位角的相对偏差。

为了方便将弦线定位模板2套到叶片1上，优选地，在所述测量步骤中，转动所述风轮，使每个待测量的叶片1从所述轮毂向下延伸。

定位横截面11可以为叶片1上的任意一个合适的横截面，例如，每个叶片上的定位横截面11可以是位于距离该叶片的叶尖2m至6m处的横截面。

可以通过多种方式使弦线定位模板2通过定位孔21位置相对固定地套在定位横截面11上。作为一种实施方式，定位孔21的轮廓可以与定位横截面11的轮廓匹配，以在定位孔21和定位横截面11之间形成型面配合，使得弦线定位模板2套到叶片1后，弦线定位模板2无法绕叶片1转动。为了使弦线定位模板2能够顺利地套到叶片1上，优选地，如图4所示，定位孔21的面积大于定位横截面11的面积，并且仅定位孔21的一部分轮廓与定位 横截面11的一部分轮廓的相匹配。

为了方便吊起弦线定位模板2以将其套到叶片1上，优选地，如图1和图4所示，弦线定位模板2的两端开设有吊装孔22。更具体地，吊装孔22可以形成在所述定位孔21的两端，以方便在吊装过程中保持弦线定位模板2与地面平行。

弦线定位模板2可以为各种适当的形状。作为一种实施方式，如图1所示，弦线定位模板2可以为矩形，并且定位孔21所定位的特征弦线的方向可以与弦线定位模板2的长度方向一致，罗盘3的角度基准线可以平行于弦线定位模板2的长边。这里，定位孔21所定位的特征弦线即为定位横截面11上的特征弦线，也就是定位横截面11上最长的一条弦线。在这种情况下，所述特征弦线即为上述定位弦线，罗盘3显示的角度值即为定位横截面11上的特征弦线与正北或正南方向的夹角。

为了便于获取罗盘3测出的角度值，优选地，罗盘3为电子罗盘。在这种情况下，弦线定位模板2上可以设置有无线通讯模块4和电源5，其中，电源5用于向该无线通讯模块4和罗盘3供电，所述无线通讯模块4与罗盘3电连接，以将罗盘3测出的角度值发送给后台。

为了避免因弦线定位模板2倾斜而导致罗盘3的测量结果不准确，优选地，罗盘3为三维电子罗盘，借助于三维电子罗盘对自身倾斜角度具有倾斜补偿的特性，这样即使罗盘发生一定程度的倾斜，测量结果依然准确无误，最终的测量精度也不受罗盘倾斜及模板倾斜的影响。通过使用三维电子罗盘，能够有效克服弦线定位模板制造、安装精度对测量精度的影响。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。