用於測量風電機組葉片零位角的相對偏差的方法與流程

2023-07-03 01:17:16 3

本發明涉及一種風電機組葉片零位角的相對偏差的測量方法，具體地，涉及一種基於羅盤的風電機組葉片零位角的相對偏差的測量方法。

背景技術：

在風電機組中，葉片不僅可以在風力的作用下繞風輪的中心公轉，每個葉片還可以繞自身軸線自轉，以實現「找風」。葉尖橫截面上的特徵弦線(即，葉尖橫截面上的最長的一條弦線)與葉片旋轉平面之間的夾角稱為安裝角。葉片零位角是指葉片自轉角為0°時的安裝角。零位角相對偏差是指三個葉片零位角不一致，存在相對偏差。

葉片在實際運行中經常存在幾方面問題：1、現場吊裝葉片時，葉片安裝角錯誤；2、葉片出廠時零位線標記錯誤；3、隨著變槳系統的累計誤差，三個葉片出現槳距角差異過大的問題。種種原因都會造成葉片安裝角存在相對偏差，葉片安裝角度的相對偏差是導致氣動不平衡的主要原因，造成葉片間氣動力不一致，並進一步影響風機壽命及發電量。

目前，國內外對於葉片零位角的測量方法都是採用基於拍照後圖像處理的方法，該方法執行過程複雜，受到拍攝光線、拍攝角度、圖像處理算法等環節的制約，測量精度難以提高。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種精度較高的測量葉片零位角相對偏差的方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種用於測量風電機組葉片零位角的相對偏差的方法，所述風電機組包括風輪，該風輪包括輪轂和安裝於該輪轂上 的多個葉片，所述方法包括：測量步驟，轉動所述風輪，使其中一個葉片垂直於地面，將安裝有羅盤的弦線定位模板通過定位孔位置相對固定地套在該葉片的定位橫截面上，所述羅盤上顯示的角度值為該葉片的測量零位角；重複上述測量步驟，以獲取其他葉片的測量零位角；數據處理步驟，比較所有葉片的測量零位角，以獲得所述風電機組葉片零位角的相對偏差。

優選地，在所述測量步驟中，轉動所述風輪，使每個待測量的葉片從所述輪轂向下延伸。

優選地，每個葉片上的定位橫截面與葉尖的距離在2m至6m之間。

優選地，所述定位孔的輪廓與所述定位橫截面的輪廓匹配。

優選地，所述弦線定位模板的兩端開設有吊裝孔。

優選地，所述吊裝孔形成在所述定位孔的兩端。

優選地，所述弦線定位模板呈矩形，所述定位孔所定位的特徵弦線的方向與所述弦線定位模板的長度方向一致，所述羅盤的角度基準線平行於所述弦線定位模板的長邊。

優選地，所述羅盤為電子羅盤。

優選地，所述羅盤為三維電子羅盤。

優選地，所述弦線定位模板上還設置有無線通訊模塊和電源，所述無線通訊模塊與所述電子羅盤電連接，所述電源用於向所述電子羅盤和無線通訊模塊供電。

通過上述技術方案，能夠簡便且準確地測出葉片零位角的相對偏差。

本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在 附圖中：

圖1是根據本發明的用於測量風電機組葉片零位角的相對偏差的裝置的立體示意圖；

圖2是顯示本發明的用於測量風電機組葉片零位角的相對偏差的裝置的裝置套在葉片上的主視局部示意圖；

圖3是圖2的左視圖；

圖4是沿圖2中的A-A線截取的截面圖。

附圖標記說明

1 葉片 11 定位橫截面 2 弦線定位模板

21 定位孔 22 吊裝孔 3 羅盤

4 無線通訊模板 5 電源

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

如圖1至圖4所示，本發明提供一種用於測量風電機組葉片零位角的相對偏差的裝置，所述風電機組包括風輪，該風輪包括輪轂和安裝於該輪轂上的多個葉片1，所述裝置包括弦線定位模板2和羅盤3，羅盤3安裝在弦線定位模板2上，弦線定位模板2上開設有定位孔21，弦線定位模板2能夠通過定位孔21位置相對固定地套在葉片1的定位橫截面11上，換言之，定位孔21能夠保證在弦線定位模板2套到定位橫截面11上之後，弦線定位模板2無法繞葉片1轉動，進而保證弦線定位模板2隻能以唯一的相對位置套在定位橫截面11上。

使用時，轉動所述風輪，使一個葉片1垂直於地面，將弦線定位模板2 套在定位橫截面11上，此時羅盤3會顯示出羅盤基準線與正北或正南方向的夾角，該夾角也是定位橫截面11上與角度基準線平行的一條弦線(以下稱為「定位弦線」)與正北或正南方向的夾角(以下稱為「測量零位角」)。這樣，通過將弦線定位模板2套到每個葉片上，就能測出每個葉片上的定位弦線與正北或正南方向的夾角，進而得到葉片零位角的相對偏差。需要說明的是，引入術語「測量零位角」只是用於定義與定位弦線與正北或正南方向的夾角，其並非葉片的真實零位角，但各個葉片之間的零位角相對偏差可以通過比較測量零位角得出。

在上述用於測量風電機組葉片零位角的相對偏差的裝置的基礎上，本發明還提供一種用於測量風電機組葉片零位角的相對偏差的方法，該方法包括：測量步驟，轉動所述風輪，使其中一個葉片1垂直於地面，將安裝有羅盤3的弦線定位模板2通過其上的定位孔21位置相對固定地套在該葉片1的定位橫截面11上，羅盤3上顯示的角度值為該葉片的測量零位角；重複上述測量步驟，以獲取其他葉片的測量零位角；數據處理步驟，比較所有葉片的測量零位角，以獲得所述風電機組葉片零位角的相對偏差。

為了方便將弦線定位模板2套到葉片1上，優選地，在所述測量步驟中，轉動所述風輪，使每個待測量的葉片1從所述輪轂向下延伸。

定位橫截面11可以為葉片1上的任意一個合適的橫截面，例如，每個葉片上的定位橫截面11可以是位於距離該葉片的葉尖2m至6m處的橫截面。

可以通過多種方式使弦線定位模板2通過定位孔21位置相對固定地套在定位橫截面11上。作為一種實施方式，定位孔21的輪廓可以與定位橫截面11的輪廓匹配，以在定位孔21和定位橫截面11之間形成型面配合，使得弦線定位模板2套到葉片1後，弦線定位模板2無法繞葉片1轉動。為了使弦線定位模板2能夠順利地套到葉片1上，優選地，如圖4所示，定位孔21的面積大於定位橫截面11的面積，並且僅定位孔21的一部分輪廓與定位 橫截面11的一部分輪廓的相匹配。

為了方便吊起弦線定位模板2以將其套到葉片1上，優選地，如圖1和圖4所示，弦線定位模板2的兩端開設有吊裝孔22。更具體地，吊裝孔22可以形成在所述定位孔21的兩端，以方便在吊裝過程中保持弦線定位模板2與地面平行。

弦線定位模板2可以為各種適當的形狀。作為一種實施方式，如圖1所示，弦線定位模板2可以為矩形，並且定位孔21所定位的特徵弦線的方向可以與弦線定位模板2的長度方向一致，羅盤3的角度基準線可以平行於弦線定位模板2的長邊。這裡，定位孔21所定位的特徵弦線即為定位橫截面11上的特徵弦線，也就是定位橫截面11上最長的一條弦線。在這種情況下，所述特徵弦線即為上述定位弦線，羅盤3顯示的角度值即為定位橫截面11上的特徵弦線與正北或正南方向的夾角。

為了便於獲取羅盤3測出的角度值，優選地，羅盤3為電子羅盤。在這種情況下，弦線定位模板2上可以設置有無線通訊模塊4和電源5，其中，電源5用於向該無線通訊模塊4和羅盤3供電，所述無線通訊模塊4與羅盤3電連接，以將羅盤3測出的角度值發送給後臺。

為了避免因弦線定位模板2傾斜而導致羅盤3的測量結果不準確，優選地，羅盤3為三維電子羅盤，藉助於三維電子羅盤對自身傾斜角度具有傾斜補償的特性，這樣即使羅盤發生一定程度的傾斜，測量結果依然準確無誤，最終的測量精度也不受羅盤傾斜及模板傾斜的影響。通過使用三維電子羅盤，能夠有效克服弦線定位模板製造、安裝精度對測量精度的影響。

以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵， 在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。