ＭＷ 级风机叶片静力加载系统设计与研究

张磊安，乌建中，王伟达
同济大学机械工程学院，上海

摘　　　要：为了满足ＭＷ级风机叶片静力加载试验的要求，改变国内普遍采用的半自动加载模式，设计了一套基于ＣＡＮ总线的分布式多节点液压静力加载试验台。叶片在静力加载过程中弯曲极大且不规则，采用液压绞车作为牵引力输出设备，并分析了加载过程中的变牵引特性；为了提高加载过程中的牵引力精度及跟随性能，采用“Ｖ—Ｆ” 的控制模式，通过比例调速阀的开口度来满足各加载节点的输出牵引力；将加载过程分成几个阶段，并采用限幅变比例积分分离控制算法，增强了系统的自适应能力。试验证明，该试验台使风机叶片静力加载试验的自动化程度大大提高，各节点在加载过程中具有良好的协调性能，牵引力误差小于±２ｋＮ，完全满足叶片静力加载试验的要求。

关　键　词：变牵引特性；ＣＡＮ总线；“Ｖ－Ｆ”模式；变比例积分分离算法

１　引　言
目前，风电产业正成为国家新能源产业的一个焦点，对风机叶片进行静力性能测试成为其取得认证之前的必备环节。当前，我国风电产业发展迅速，生产叶片的能力已经跃居世界第三，但是对叶片进行检测的方法和设备却远远落后于发达国家，生产叶片的厂家还在普遍使用落后的人工测量或测试手段，大多采用吊车对风机叶片进行简单的静力加载试验，这种加载模式这样完全依赖于操作者的现场经验，效率低下，牵引力不准确，且容易损坏叶片。笔者参考了大量资料，发现国内鲜有关于叶片静力加载试验的报道，也难发现针对ＭＷ级风机叶片静力加载试验方法进行研究的论文，可以说国内在该领域的研究基本处于空白。国外少数国家拥有相应的叶片加载试验台，希腊ＣＲＥＳ公司有能力测试２５ｍ长的叶片，荷兰ＷＭＣ公司在２００３年研发了一套新设备，有能力测试６０ｍ 长的叶片；ＮＲＥＬ是美国国家新能源的一个部门，也有能力对叶片进行性能测试。本文从工程实际出发，设计了一套基于ＣＡＮ总线的多节点静力加载试验系统。

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