风机塔筒固有频率.doc

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1、华仪HW82/1500KW风机塔筒固有频率测试报告1.实验装置与实验过程1.1实验装置本实验分风轮为自行设计的三叶片小型风力机，在内蒙古工业大学能源基地B1/K2低速风洞出口段进行，通过转速表和示波器同时记录风轮的转速，传感器采用加速度传感器4370三只，安装在风力机机头的水平、竖直、轴线三个走向，分别记录风轮旋转过程中三个方向的振动谱。实验时，通过调整来流风速来调整风轮的转速。其测试分析系统简图如图1所示。1.2实验过程1）对静止风轮进行模拟分析，找出各阶固有频率及振型。2）瞬态激振法测取风轮安装好后风轮、塔架的振动谱。3）测取风

2、轮静止时的振动谱，找出外界因素峰值，确定风轮的各阶固有频率。4）分别测取无偏航及偏航两种工况下各转速下机头的振动谱。5）对采集的数据进行谱分析，确定个转速下风轮的固有频率，对各测量点进行曲线拟合，得到各阶的动频系数，绘出动频曲线。2测试结果与分析2.1静止时，瞬态激振测得的塔架、风轮的振动谱如图2所示，上部为激振塔测得的振动谱，下部为激振风轮测得的振动谱。2.2风洞已启动，风轮静止时的振动谱如图3所示。2.3转速为11HZ、19HZ时水平方向的振动谱如图4所示，上图转速为11HZ，下图为19HZ2.4综合两种工况下测取的振动谱，获得

3、各转速下的固有频率，结果如表1所示。2.5考虑风轮振动主要以低阶振动为主，下面以第一固有频率，第二固有频率，第三固有频率为例作出出动曲线图，如图5所示。2.6结果分析（1）对该风轮的静止莫泰分析后，得出第一个频率为一阶反对称振型（一个叶片与另外两个叶片反相位），第二、三个频率为一阶对称振型。（三个叶片同相位）。（2）微风吹过时，风轮已经开始振动，并在41.5HZ处有一明显峰值，这一峰值在风轮旋转过程中频率始终不变，因此可能是由风洞特性引起。（3）分析过程中，一阶固有频率的峰值不如其它阶的峰值明显，但偏航时要比不偏航时明显。对两叶片风

4、轮，一阶峰值要更加明显，考虑可能原因是三叶片风轮对结构的影响要比两叶片风轮好。（3）对三叶片风轮，旋转过程中，对三倍频，由三个叶片轮流激励引起，一倍频可能是由于制造质量不均衡引起。可以认为，转速及转速的三倍频是激起振动的主激振源频率。（4）共振区设定为激振频率的±10%。从图可以看出，对该风轮，风轮的转速的一倍频与风轮一阶固有频率没有交点，三倍频与一阶、二阶有重合区，分别为15HZ左右，23HZ左右，这与现场测量时感觉是相同的。3结论（1）用谱分析的方法测量旋转风轮的固有频率的方法是可行的。通过对加速度传感器测量风力机机头的振动谱的

5、分析可以得到风轮旋转时的固有频率。（2）对三叶片风轮，主要激振源频率为转速的三倍频和一倍频，其他的倍频影响相对较弱。因此，对三叶片风力机进行结构动态研究时，激振频率应以转速的三倍频为主。（3）用动频曲线可以评价风力机整机性能。动频曲线与激振频率射线的交点是共振点，共振点越接近额定转速，说明共振机会越多，动态性能愈不好。动频曲线穿过共振区的频带越窄，说明共振机会越少，动态性能越好，反之越差。（4）华仪HW82/1500KW型风机塔筒固有频率避开风轮1倍，3倍转频裕度大于10%。浙江华仪风能开发有限公司2014年07月20日