为消除风电叶片疲劳试验过程中两激振器间的耦合影响,提高两激振器的同步控制性能,设计虚拟主轴并行同步控制策略。应用模糊PI控制算法设计相位控制器,并搭建风电叶片两点惯性激振同步控制试验平台,验证该算法的同步控制效果。结果表明在非同步控制状态下,两激振器间存在耦合效应,导致相位差存在较大波动,难以实现两激振器联合激振,叶片振幅紊乱,不满足叶片疲劳试验的要求;在同步控制状态下,实现了两激振器良好的同步控制效果,叶片振幅稳定,相位差值为±1.5°。

针对风电叶片静力加载试验过程中牵引支架滑轮与钢丝绳易出现过度磨损问题,采用虚拟样机模型与正交试验相结合的方法来研究钢丝绳-滑轮在风电叶片静力试验中的磨损规律,进一步完成对其参数的优化匹配。采用虚拟样机技术建立钢丝绳滑轮卷绕过程的动力学模型,模拟仿真得到滑轮表面接触应力;结合正交试验,选取滑轮D_1表面压应力作为试验指标,结合极差分析与方差分析对全部仿真试验的结果进行数据分析,表明滑轮槽底直径对滑轮表面磨损影响最为显著,进而筛选出钢丝绳滑轮的最优结构参数组合;对这组优化参数进行数值仿真,仿真结果表明当滑轮直径为330 mm、滑轮槽底直径为31 mm、钢丝绳偏角为3°时得到滑轮表面应力为6.09 MPa,此时试验指标值最小,验证了正交试验结果的准确性,对之后整体牵引支架的优化设计具有指导意义。

基于某MW级风电叶片,研究了覆冰以及除冰后叶片表面残冰对叶片翼型气动性能的影响、覆冰对叶片整体气动性能以及机组发电量的影响。结果表明,翼型前缘覆冰后翼型升阻比显著降低;叶根段覆冰对整个叶片气动性能影响较小,叶尖段覆冰将严重影响叶片的气动性能,机组的发电效率显著降低。本文的分析结果对叶片防除冰技术的研究具有重要参考意义。

叶片是风力发电机组的主要部件之一，其气动性能直接影响着风力发电机组的发电效率。由于叶片长期运行在恶劣的环境中，前缘极易出现腐蚀。随着海上风电逐步发展，运行环境更为恶劣，叶片前缘更易发生腐蚀，这会导致叶片升力下降、阻力增加，进而使叶片气动性能下降，影响发电性能。如果叶片前缘腐蚀得不到及时处理，随着时间的推移腐蚀程度加剧，发电量不断降低，最终会给风电运营商带来巨大的经济损失。

叶片作为风电机组捕获风能的关键部件,其设计开发的流程通常是先进行气动外形设计,再开展复合材料选材与结构设计,最后对设计出的叶片进行动态响应分析。随着风电机组风轮尺寸的增加,叶片大型化速度加快,这一趋势让风电叶片的设计过程迭代难度增加,复合材料选材、结构设计与气动外形设计的耦合性增强。因此,在通常设计流程的基础上,对该耦合性进行研究成为大型风电叶片开发中重要的技术环节。

由FOCUS得到叶片截面单位长度质量分布。通过正交试验构建与弦长、翼型相对厚度、主梁宽度、主梁铺层层数相对应的数据库。通过各截面弦长、翼型相对厚度、主梁宽度、主梁铺层层数在数据库中对截面的单位长度质量进行搜索插值，得到截面单位质量，再积分得到叶片的总质量。以5.8 MW，85 m叶片为例，给定叶片几何参数，在数据库中进行插值，求解叶片总质量。

基于气动、结构一体化设计的理念，通过程序脚本驱动，由FOCUS得到叶片刚度分布。通过正交试验构建与弦长、翼型相对厚度、主梁宽度、主梁铺层层数相对应的数据库。在气动与结构计算相互迭代的过程中，根据叶片弦长、翼型相对厚度、主梁宽度、主梁铺层层数调用刚度数据库插值得到刚度。从叶片几何参数设计、刚度求解以及挥舞变形求解，实现叶片气动、结构一体化耦合设计。以5.8 MW，85 m叶片为例，限定叶片挥舞变形为16 m，求解得到的叶片符合设计需求。

为保证风电机组的正常运行,需要对作为关键部件的风电叶片进行全尺寸结构测试。其中,疲劳测试在检验叶片疲劳强度、指导叶片结构设计方面尤为重要。目前,疲劳测试主要采用共振式激励,分为电机偏心质量块式和液压作动筒式1。双轴加载时叶片承受的载荷相比单轴加载更接近实际工况,同时可以缩短测试周期,因此,风电叶片双轴共振测试方案得到了广泛关注2。范治达等3提出一种基于电磁激振的双向疲劳加载系统,通过自适应算法解决双向疲劳加载中控制难度大、精度低的问题。

以风电叶片螺栓套试验机支架为研究对象,通过有限元分析和试验研究的方法,对螺栓套疲劳试验机加载支架的疲劳寿命进行研究。首先,根据实际工况的要求,对试验机支架进行建模并通过Solid Works Simulation组件对支架进行静力分析。然后,采用名义应力法对支架后梁结构的疲劳寿命进行计算并采用Solid Works Simulation组件对支架后梁结构进行疲劳分析。最后,通过疲劳试验对试验机支架的抗疲劳特性进行试验验证。研究结果表明,在有限元分析的基础上,采用名义应力法能够对风电叶片螺栓套试验机加载支架的疲劳寿命进行有效估算,为风电叶片螺栓套疲劳试验机的设计与应用提供理论基础。

风力发电是一种可持续的清洁能源,其中叶片的运行状态是影响整个发电系统运行状态的主要因素之一.因此,对 风电叶片的状态进行实时监控十分重要.文中设计了一套基于无线传输的风机叶片状态监控系统,包含数据采集系统、无线 传输网络和状态监控软件.该系统采用传感器采集叶片状态数据,经单片机对信号进行处理和无线传输,以实现叶片实时状 态监控、故障报警、实时和历史数据导出、报表打印等功能.经实地测试,验证了系统效果有效可行.