[发明专利]一种风机叶片振动检测与控制装置

说明书

技术领域

 本发明属于自动识别技术领域，特别涉及一种风机叶片振动检测与控制装置。

背景技术

随着环境问题和能源问题的日益突出，风能作为一种可再生、无污染的绿色能源越来越受到人们的关注；风力发电是利用风能的主要形式之一。风机叶片是风机的核心部件，是风机进行能量转换的重要组成部分；叶片在旋转过程中，当叶片由上方转到下方时，受力改变并且交替变化，以及风的不稳定性，这些都会引起风机的振动；风机叶片的剧烈振动会导致裂纹的产生，如果振动没有有效地控制，有可能造成整个叶片的断裂失效，从而造成巨大的经济损失；因此，叶片的振动控制问题是阻碍风电技术进一步发展的重要阻碍之一。

本发明是通过控制磁流变液流入到风机叶片内腔的质量改变风机叶片的质量分布，从而改变风机叶片的频率，使风机叶片平衡，达到减轻振动的效果。采用本发明的风机叶片振动主动控制系统，有效避免叶片振动，避免引起风机失效。

发明内容

本发明提供一种风机叶片振动检测与控制装置，由MEMS传感器（1）、控制器（2）、磁流变液（3）、双向液体泵（4）、电磁线圈（5）、弓型金属管（6）组成。本发明是通过双向液体泵控制磁流变液流入到弓型金属管的质量，改变风机叶片的质量分布，从而改变风机叶片的频率，使风机叶片平衡，达到减轻振动的效果；采用本发明的风机叶片振动控制装置，有效避免叶片颤振，避免引起风机失效。

所述的控制器接收MEMS传感器信号，控制双向液体泵将磁流变液传送到弓型金属管内，并且控制电磁线圈的启动。

所述的MEMS传感器放置在风机叶片内部，连接到控制器，测量风机叶片的加速度及振动频率，实时将测得的数据传送到控制器。

所述的磁流变液放置在风机叶片内腔，与双向液体泵连接，通过控制双向液体泵改变磁流变液注入弓型金属管的质量。

所述的电磁绕圈缠绕在弓型金属管外，同时连接到控制器，控制磁流变液的固液态形式转换。

所述的双向液体泵放置在风机叶片内部，分别连接控制器、磁流变液和弓型金属管，控制磁流变液进出弓型金属管的质量。

所述的弓型金属管放置在风机叶片内部，与双向液体泵连接，储存磁流变液。

所述的磁流变液也可以换成电流液。

所述的装置是控制器接收MEMS传感器的加速度和振动幅度信号，当振动幅度信号接近风机固有频率时，通过PID算法控制双向液体泵，改变磁流变液注入弓型金属管的质量，同时改变了风机叶片的质量分布，从而可以改变风机叶片的振动频率。

本发明的有益效果包括如下几点。

1.风机叶片在复杂环境下，有效避免叶片颤振，避免引起风机失效。

2.结构简单，操作方便，控制精准。

3.成本低，性价比高。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明所提供的一种风机叶片振动检测与控制装置工作流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种风机叶片振动检测与控制装置，由MEMS传感器（1）、控制器（2）、磁流变液（3）、双向液体泵（4）、电磁线圈（5）、弓型金属管（6）组成。本发明的风机叶片振动控制装置，有效避免叶片振动，避免引起风机失效。

本发明一种风机叶片振动检测与控制装置是控制器（2）接收MEMS传感器（1）的加速度和振动幅度信号，当振动幅度信号接近风机固有频率时，通过PID算法控制双向液体泵（4），改变磁流变液（3）注入弓型金属管（6）的质量，同时改变了风机叶片的质量分布，从而可以改变风机叶片的振动频率。

风机叶片转动时，控制器（2）接收来至MEMS传感器（1）传来的加速度及振动幅度信号，控制器（2）根据叶片转动的速度以及振幅的大小控制双向液体泵（4），改变其注入弓型金属管（6）的磁流变液（3）的液体质量，然后控制器（2)对电磁线圈（5）发出控制信号，使得磁流变液（3）由液态变为固态，这时控制器（2）继续接收MEMS传感器（1）信号，计算叶片的频率，如果还是接近固有频率，控制器（2）会释放控制信号给电磁线圈（5），使得磁流变液（3）由固态变为液态，并且控制双向液体泵（4），继续改变其注入弓型金属管（6）的磁流变液（3）的液体质量，进而再次改变叶片的频率，直至叶片频率偏离其固有频率。

综上所述，本发明所提供的一种风机叶片振动检测与控制装置是简易可行的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。