風電機組塔筒振動的分析與測量

圖5 機組CAMPBELL圖

　　根據這些結果，結合葉片的通過頻率，就可得到用于描述風電機組塔筒固有頻率和葉片二者關系的CAMPBELL圖。如圖5 所示。
　　由圖可見，機組的1 階固有頻率沒有與風輪轉頻的一倍頻與3 倍頻相重合，在風輪轉頻為最低工作轉速9.93r/mim時，風輪三倍頻0.495Hz 與塔架固有頻率相差15.2% ；在風輪轉頻為17.87r/mim 時，風輪一倍頻0.298Hz 與塔架固有頻率相差30.8%，符合GB/T19072-2003《風力發電機組 塔架》的規定。因此，在機組運行過程中塔架不會發生諧振，保證了機組運行的可靠性。
　　4 塔筒振動的測量
　　4.1 振動傳感器的選擇
　　雖然塔筒自身的振動主要為低頻振動，但主傳動鏈中其它部件的振動，如增速器、發電機、主機架等的振動頻率一般較高，且這些振動會傳遞到塔筒上。因此振動的測量可根據分析的頻率范圍選用合適的振動傳感器，如測量塔筒的自振頻率，則可選用低頻加速度傳感器或電容式振動傳感器。
　　4.2 振動測試參數及測點布置
　　風電機組塔筒振動測試的目的，是了解塔筒振動的實際水平，得到塔筒的實際自振頻率，從而對機組運行的穩定性進行評價。當塔筒振動過大時，可通過對塔筒振動的測量，對引起振動的原因進行分析。由于風速和風向的隨機性，需要對多種風況下塔筒多個截面處的振動進行測量，這樣才能全面了解塔筒的振動特性。測試系統框圖見圖6。

圖6 塔筒振動測試框圖

　　此外，由于應變信號具有良好的低頻性能 ，結合塔筒應力的測試，對機組啟動、停止過程中的應變信號進行分析，也可得到塔筒的自振頻率。
　　4.3 測試結果
　　圖7 為對1.5MW 風力發電機組塔筒頂部相互垂直的四個方向振動的測試結果。圖8 為利用塔筒根部應變信號對塔筒自振頻率的測試結果。

圖7 塔筒頂部振動測試波形及頻譜分析

圖8 塔筒根部應變信號及頻譜分析