风机塔筒固有频率

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。（4）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。（5）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