风电机组的叶片上安装振动加速度传感器。由于风速变化而引起叶片在轴向方向上产生振动,该振动加速度传感器能够对叶片振动的加速度数值进行采集测量,反应叶片振动的运动性质。由于风电机组的机舱工作受到风速流动的推力和压力,以及温度变化等方面的影响,应采取工作频率范围较宽、坚固耐用以及受到外界干扰较小的传感器。本风电机组振动液压控制系统采用压电式加速度传感器,它具有压电材料受力产生电荷信号*外界电源、抗干扰能力强、对工作环境不敏感的特点,利用弹簧质量系统原理,在传感器芯体质量受到振动加速度作用后产生一个与该加速度成正比的力,传感器的压电材料受此力作用后在其表面上形成与这一力成正比的电荷信号,完成对塔筒前后加速度的测量。
转子叶片的振动特性将直接影响发动机性能及发动机的可靠性和寿命。为正确评估发动机的的可靠性和寿命,需要进行动频、动应力测量试验分析转子叶片的动频、动应力。转子叶片工作环境恶劣:高转速(12000 转/分)、大交变应力(频率:8000Hz,应力水平:400MPa),给数据采集和分析提出了很高的要求,LMS-SCADSⅢ316 硬件和测量软件Signature Testing 解决了问题。为准确测量叶片在高频振动下的应力,为设计提供可靠性数据有着重要意义。
涡轮工作叶片的振动特性分析
本例以分析涡轮叶片的固有振动特性为主,忽略阻尼的作用,故为对无阻尼自由振动系统的分析研究。
涡轮工作叶片是燃气轮机中较重要的零部件之一,在高温高压下,承受离心力和气动力,以及振动、腐蚀、氧化等作用,工作环境十分恶劣,因此叶片故障时有发生,约占燃气轮机事故的40%以上 ,叶尖,造成的损失也往往占燃气轮机事故损失的一半左右。从这个意义上说,一台燃气轮机性能的好坏取决于叶片设计的合理与否。目前,通过加长叶片(增大流通面积),和提高机组转速(增大叶片承受能力)来满足发电及各种动力装置容量的急速扩大,是可行且普遍的方法。这不仅导致叶片的工作应力增大,更为重要的是,还会导致叶片在其工作转速的范围内发生共振从而产生故障,高周疲劳的可靠性也因而降低。因此,对叶片的振动特性进行分析研究,以确保其在发动机工作转速范围内不发生共振并提高其高周疲劳的可靠性是非常重要的。研究叶片固有振动特性以排除叶片故障,提高可靠性,一直是燃气轮机设计、生产和使用中十分关注的问题。