以及磁铁16、螺钉17和用螺钉17固定在轮毂5上的三个铁底片18构成风轮质量不平衡故障模拟系统。
[0024]进一步的，为了模拟某单一故障或综合故障，可以根据试验需要人为制造一些故障叶片，如在某一位置有一定深度和宽度裂纹的故障叶片及在某一位置有一定面积、形状和深度的表面磨损的故障叶片。根据试验要求有三根正常叶片、两根正常叶片一根故障叶片、一根正常叶片两根故障叶片和三更正常叶片等多种方案。
[0025]如图2所示，该试验台可以根据试验需要更换叶片3及调整叶片3的攻角的功能。紧固轴套4具有一定的梯度，轮毂5安装叶片3的圆柱上有4个开口，紧固轴套4与轮毂5之间采用螺纹配合，当需要更换叶片3或调整叶片3攻角时，先拧松紧固轴套4，然后取下叶片3更换叶片3或旋转叶片3至所需攻角，再拧紧紧固轴套4即可，紧固轴套4拧紧后会压紧轮毂5的圆柱，从而达到固定叶片3的目的。
[0026]如图3所示，该试验台可以模拟叶片3由于冰雪覆盖及内部材料脱落而导致风轮质量不平衡故障。磁铁16、螺钉17和铁底片18构成风轮质量不平衡故障模拟系统。铁底片18用螺钉17固定安装在轮毂5上成角的与叶片3相对应的三个凹槽中，将磁铁16吸附在铁底片18上从而模拟对应的叶片3由于冰雪覆盖及内部材料脱落而导致风轮质量不平衡故障，该系统具有结构简单，操作方便的优点。
[0027]进一步的，所述测速系统由支架13、磁电式速度传感器14及铁片15组成。为了消除铁片15对风轮造成的质量不平衡，故在轮毂5上安装两个成中心对称的铁片15。磁电式速度传感器14正对着轮毂5转动时铁片15轨迹，磁电式速度传感器14通过螺纹固定安装在支架13上，支架13固定安装在底座8上。
[0028]进一步的，所述变频器7和变频电机9组成的动力系统既可以控制风轮的转速又能够保证风轮转速的稳定性。通过变频器7可以使风轮在任意给定的速度下转动，同时变频器7通过控制鼓风机I组成的风场模拟系统可以模拟实际风场，使得试验符合实际条件。
[0029]本实用新型的工作原理为:
[0030]风轮转动过程中，风电叶片故障会引起风轮质量不平衡和气动不平衡，导致主轴轴承产生摩擦、碰撞、冲击等现象，因此通过安装在主轴承座上的压电式加速度传感器和声发射传感器来监测主轴轴承的振动和声发射现象，再对信号进行处理就可以实现风电叶片的状态监测及故障诊断。
[0031]上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用机新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种风电叶片故障模拟试验台，其特征在于:它包括动力系统、传动系统、风轮、测速系统、质量不平衡故障模拟系统和风场模拟系统； 所述动力系统包括变频器(7 )和变频电机(9 )，所述变频器(7 )能够使风轮在任意给定的速度下转动，同时变频器(7)通过控制鼓风机(I)组成的风场模拟系统可以模拟实际风场，使得试验符合实际条件； 所述传动系统包括轴承座(6)、联轴器(10)、减速器(11)和主轴(12)，主轴(12)前端通过其上的三根定位柱与轮毂(5)上的三个定位卡槽相连，再利用螺母(2)形成固定连接，主轴(12)后端通过联轴器(10)与减速器(11)输出轴连接，减速器(11)输入轴通过联轴器(10)与变频电机(9)连接，轴承座(6)和减速器(11)均固定在底座(8)上； 所述风轮包括叶片(3)、紧固轴套(4)和轮毂(5)，紧固轴套(4)与轮毂(5)之间采用螺纹连接将三根叶片(3)互成120°安装角，固定安装在轮毂(5)上； 所述测速系统包括支架(13)、磁电式速度传感器(14)和铁片(15)，为了消除铁片(15)对风轮造成的质量不平衡，在轮毂(5)上安装两个成中心对称的铁片(15)，磁电式速度传感器(14)正对着轮毂(5)转动时铁片(15)轨迹，磁电式速度传感器(14)通过螺纹固定安装在支架(13)上，支架(13)固定安装在底座(8)上。2.根据权利要求1所述的一种风电叶片故障模拟试验台，其特征在于:所述质量不平衡故障模拟系统包括磁铁(16)、螺钉(17)和铁底片(18)，铁底片(18)用螺钉(17)固定安装在轮毂(5)上成120°角的与叶片(3)相对应的三个凹槽中，将磁铁(16)吸附在铁底片(18)上从而模拟对应的叶片(3)由于冰雪覆盖及内部材料脱落而导致风轮质量不平衡故障。3.根据权利要求1所述的一种风电叶片故障模拟试验台，其特征在于:所述叶片(3)的型号有多种，叶片(3)的攻角能够调整，紧固轴套(4)具有一定的梯度，轮毂(5)安装叶片(3)的圆柱上有4个开口。4.根据权利要求1所述的一种风电叶片故障模拟试验台，其特征在于:所述主轴轴承(6)采用球面圆锥滚子调心轴承。
【专利摘要】本实用新型公开了本实用新型提供了一种风电叶片故障模拟试验台，能够模拟叶片裂纹、断裂、表面磨损、表面结冰等故障。该试验台由风轮、传动系统、动力系统、测速系统、风场模拟系统和风轮质量不平衡模拟系统组成。风轮上的叶片可以根据试验要求更换成正常叶片或故障叶片，同时叶片的攻角也可以调整。动力系统能够给风轮提供可控的稳定转速，而风场模拟系统能够模拟实际风场，为风轮提供气动力。本实用新型在风电机组的结构上进行了合理地简化，使得该试验台装置具有成本低、操作简单等优点，同时能够模拟风电叶片在正常和故障状态下风轮对主轴及主轴承的影响，为风电叶片的状态监测和故障诊断提供一个试验平台。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN204944815
【申请号】CN201520685817
【发明人】李力, 史可朝
【申请人】三峡大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月7日