[发明专利]用于疲劳试验的激振装置及激振方法

说明书

本申请提供一种用于疲劳试验的激振装置及激振方法，属于疲劳试验装置领域。激振装置包括试验基座、多个安装座及多个激振器；试验基座用于固定风电叶片的根部；多个安装座与风电叶片的不同位置可拆卸连接；每个激振器安装于一个安装座；激振器包括转动驱动件、摆臂、偏心质量块、环形磁栅尺及磁栅传感器，摆臂与转动驱动件的动力输出轴传动连接，偏心质量块连接于摆臂远离动力输出轴的一端，环形磁栅尺与动力输出轴相互连接且同轴设置，磁栅传感器固定连接于转动驱动件并与环形磁栅尺对应设置。激振方法采用该激振装置进行，通过多个激振器在风电叶片的不同位置处进行多点激振，使激振力变大且弯矩分布精度提高，能提高疲劳寿命测试检测的效率。

技术领域

本申请涉及疲劳试验装置领域，具体而言，涉及一种用于疲劳试验的激振装置及激振方法。

背景技术

风电叶片作为风力发电机接受风能的主要部件，其设计寿命长达20年，研究表明，由于长期受到交变载荷影响，疲劳破坏是叶片主要失效形式，进行疲劳试验验证叶片性能和寿命是最有效的方式。因此，风电叶片在投入使用之前需要进行疲劳试验以验证其强度是否达到要求。

目前，风电叶片疲劳测试普遍采用单点激振方法，采用一个激振装置即可对风电叶片进行疲劳测试。随着风电技术的发展，叶片的尺寸也越来越大，由于叶片疲劳试验通常要求叶片的弯矩满足测试标准，大型叶片再采用单点激振方法会产生激振力不足和弯矩分布精度低的缺点，进而会影响疲劳寿命测试检测的效率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于疲劳试验的激振装置及激振方法，通过多个激振器在风电叶片的不同位置处进行多点激振，使激振力变大且弯矩分布精度提高，能提高疲劳寿命测试检测的效率。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种用于疲劳试验的激振装置，包括：试验基座、多个安装座以及多个激振器；试验基座具有用于固定风电叶片的根部的固定部；多个安装座被配置为与风电叶片的不同位置可拆卸连接；每个激振器安装于一个安装座；激振器包括转动驱动件、摆臂、偏心质量块、环形磁栅尺以及磁栅传感器，转动驱动件固定连接于安装座，摆臂与转动驱动件的动力输出轴传动连接，偏心质量块连接于摆臂远离动力输出轴的一端，环形磁栅尺与动力输出轴相互连接且同轴设置，磁栅传感器固定连接于转动驱动件并与环形磁栅尺对应设置。

上述技术方案中，设置多个激振器，用于在风电叶片的不同位置处进行多点激振。在每个激振器中，在动力输出轴同轴设置环形磁栅尺，通过环形磁栅尺的转动位置能够准确地反映激振器的转动相位；将磁栅传感器固定连接于转动驱动件，使得设置于磁栅传感器能够较好地与环形磁栅尺对应，能够准确地获取环形磁栅尺的转动位置。其中，环形磁栅尺和磁栅传感器的配置简单方便；而且，根据获取的环形磁栅尺的转动位置调节转动驱动件的转速，能够方便且准确地将多个激振器的相位调节至一致，从而能够保证多个激振器同步激振以有效地发挥多点激振的叠加作用，最终能使激振力变大且弯矩分布精度提高，从而能提高疲劳寿命测试检测的效率。

在一些可选的实施方案中，转动驱动件包括转动电机和减速机，减速机固定连接于安装座，减速机的输入端设置于转动电机的输出端，动力输出轴设置于减速机的输出端。

上述技术方案中，减速机的配置能够提高输出扭矩，有利于可靠地驱动摆臂带动偏心质量块摆动，从而能够可靠地对风电叶片产生激振力。

在一些可选的实施方案中，磁栅传感器固定于减速机，动力输出轴位于磁栅传感器靠近减速机的顶部的一侧。

上述技术方案中，磁栅传感器和环形磁栅尺均设置于减速机，保证二者能够较好地对应，使得磁栅传感器能够准确地获取环形磁栅尺的转动位置。动力输出轴靠近减速机的顶部，使得摆臂的摆动具有更充足的空间，还使得环形磁栅尺和磁栅传感器二者的排布合理、配置方便。