叶片失速监测方法、叶片失速监测系统及风力发电机组
文献发布时间:2024-07-23 01:35:12
技术领域
本申请涉及风力发电技术领域,特别是涉及一种叶片失速监测方法、叶片失速监测系统及风力发电机组。
背景技术
随着风力发电技术的发展,现有的风力发电机组单机容量逐渐增大,相应地机组中叶片的长度也逐渐增大,而叶片自身的气动外形对风力发电机组的发电效率具有较大的影响。现有的风力发电机组中,叶片通常为由多个标准翼型基于叶素动量理论进行插值设计,以保证良好的空气动力学性能,但在叶片的工作状态中,由于空气密度、湍流、阵风等环境因素影响或叶片表面状态、控制策略等机组自身的因素影响,叶片可能会至少部分地出现失速状态,导致机组出现发电量损失、异常振动等问题,甚至可能会引发叶片断裂乃至倒塔等安全隐患。
因此,亟需一种能够便捷、准确地识别叶片是否出现失速状态的失速监测方法以及相应的失速监测系统和风力发电机组。
发明内容
本申请实施例提供一种叶片失速监测方法、叶片失速监测系统及风力发电机组,其中的失速监测方法能够实时监测叶片状态,判断其是否失速,准确度高且适用范围广。
第一方面,根据本申请实施例提出了一种叶片失速监测方法,包括:测试步骤,在离线测试中获取叶片表面至少一个预设位置在叶片位于不同攻角时的多个压力参数,压力参数包括叶片位于临界失速攻角时的临界压力参数以及叶片在失速状态下的失速压力参数;监测步骤,获取预设位置在叶片工作过程中的工作压力参数,根据工作压力参数与临界压力参数以及失速压力参数判断叶片是否处于失速状态。
根据本申请实施例的一个方面,测试步骤包括:在离线测试中获取叶片表面第一位置的临界压力参数和失速压力参数;监测步骤包括:获取第一位置处的实时工作压力参数;判断工作压力参数是否达到临界压力参数,若未达到临界压力参数,判断叶片未失速。
根据本申请实施例的一个方面,监测步骤还包括:工作压力参数达到临界压力参数后,判断工作压力参数是否变化至失速压力参数,若变化至失速压力参数,判断叶片失速。
根据本申请实施例的一个方面,监测步骤还包括:工作压力参数未变化至失速压力参数时,判断工作压力参数的变化值是否大于或等于临界压力参数与失速压力参数之间差值的80%,若大于或等于临界压力参数与失速压力参数之间差值的80%,判断叶片失速。
根据本申请实施例的一个方面,测试步骤包括:在离线测试中分别获取叶片表面多个位置的临界压力参数以及失速压力参数;在多个位置中选取第一位置,获取第一位置的第一临界压力参数和第一失速压力参数;在多个位置中选取第二位置,获取第二位置的第二临界压力参数和第二失速压力参数,第一临界压力参数大于第二临界压力参数,第一失速压力参数小于第二失速压力参数;
监测步骤包括:分别获取第一位置和第二位置在叶片工作过程中的第一工作压力参数和第二工作压力参数;判断第一工作压力参数是否小于第二工作压力参数,若第一工作压力参数小于第二工作压力参数,判断叶片失速。
根据本申请实施例的一个方面,测试步骤之前还包括:在叶片中选取待测的截面翼型,由零度起始,按照第一间隔值逐渐增大截面翼型的攻角,采集截面翼型在不同攻角下的第一压力参数;根据第一压力参数得到截面翼型的临界失速攻角的粗略值;以临界失速攻角的粗略值为中心,在预设角度范围内按照第二间隔值逐渐增大或逐渐减小截面翼型的攻角,采集截面翼型在不同攻角下的第二压力参数,第二间隔值小于第一间隔值;根据第二压力参数得到截面翼型的临界失速攻角的精确值。
根据本申请实施例的一个方面,测试步骤包括:在叶片中选取待测的截面翼型,对截面翼型进行风洞试验;和/或,测试步骤包括:在叶片中选取待测的截面翼型,通过仿真软件对截面翼型进行仿真测试。
第二方面,根据本申请实施例提出一种叶片失速监测系统,包括:至少一个压力传感器,压力传感器装设于叶片;数据处理模块,与压力传感器通信连接,数据处理模块被配置为接收压力传感器采集得到的压力数据,并根据压力数据判断叶片是否处于失速状态。
根据本申请实施例的一个方面,压力传感器设置于叶片的标准翼型截面,每个标准翼型截面上设置有至少一个压力传感器。
根据本申请实施例的一个方面,压力传感器设置于标准翼型截面的前缘、后缘、失速分离点中的至少一者。
根据本申请实施例的一个方面,压力传感器设置于叶片的吸力面。
根据本申请实施例的一个方面,压力传感器粘接于叶片表面,和/或,叶片设置有安装孔,压力传感器插接于安装孔中。
第三方面,根据本申请实施例提出一种风力发电机组,包括第二方面任一实施例中的失速监测系统。
本申请实施例提供的叶片失速监测方法包括对叶片进行测试,获取叶片表面预设位置在临界失速状态下以及已失速状态下的表面压力参数,随后在叶片工作过程中,通过测量叶片表面同一位置处的表面压力参数并与前述两个压力参数进行比对,能够精确判断叶片是否进入失速状态,并且该失速监测方法主要通过测量叶片表面的压力进行判断,通过调整压力传感器的设置位置,就能够适用于不同型号、尺寸的叶片,能够应用于长柔叶片,并且,本申请实施例提供的监测方法不限于设置在叶片的标准翼型截面,而是能够应用于任一想要监测的截面位置,适用范围广。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本申请一个实施例提供的叶片失速监测方法的流程图;
图2是本申请一个实施例提供的表面压力分布示意图;
图3是本申请另一个实施例提供的叶片失速监测方法的流程图;
图4是本申请又一个实施例提供的叶片失速监测方法的流程图;
图5是本申请还一个实施例提供的叶片失速监测方法的流程图;
图6是本申请一个实施例提供的叶片失速监测系统的结构示意图;
图7是本申请一个实施例提供的压力传感器的设置位置示意图;
图8是本申请一个实施例提供的风力发电机组的结构示意图。
在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
100-失速监测系统;200-叶片;300-风力发电机组;
10-压力传感器;20-数据处理模块;30-吸力面;40-压力面。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本申请的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中,至少部分的公知结构和技术没有被示出,以便避免对本申请造成不必要的模糊;并且,为了清晰,可能夸大了部分结构的尺寸。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的成型模具及成型方法中的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“多个”的含义是两个以上,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以间接相连;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在现有的风力发电机组中,叶片可以视作最重要的部件之一,叶片的气动性能对风力发电机组的工作效率具有直接且关键的影响。现有的叶片在对其气动外形进行设计时,通常采用将多个标准翼型截面插值设计的方式,以使得叶片具有良好的空气动力学性能,保证风力发电机组运行的稳定性。基于此,在风力发电机组的工作过程中,对叶片状态的监测是一项重要工作,若叶片因湍流、阵风或空气密度、控制策略、叶片表面状态等参数出现变化而导致叶片局部或整体地出现失速状态,则可能会导致机组工作效率下降,甚至严重时可能出现叶片异常振动导致断裂的问题,更严重时甚至存在倒塔的风险。
在此基础上,申请人发现,对叶片失速状态的监测是尤为重要的事项,现有的失速监测方法通常为在叶片表面粘贴羊毛线等柔性件进行流动显示或直接将叶片的计算运行攻角与失速攻角相比对,但粘接柔性件的方式需要另设图像采集系统,且只能做定性判断,不能够详细显示叶片失速程度和具体区域,而攻角对比的方式中,叶片的实时攻角是基于叶片运行状态和风参数进行计算得到的,在应用于尺寸较大的叶片时,难以将叶片的形变等干扰因素造成的影响去除,导致现有的失速监测方法操作不便且精确度低、实用性不足。
为了解决上述问题,本申请实施例提出了一种基于叶片翼型表面压力变化的失速监测方法,其中首先包括在不同攻角下测试叶片表面的压力参数,从而得到临界压力参数以及失速后的压力参数,通过测量叶片在工作过程中的表面压力参数,再将该数据与前述测试得到的数据进行比对,即可根据实时表面压力参数判断叶片是否失速。
可以理解的是,本申请以下的实施例仅以用于测量叶片的失速情况为例进行说明,但本申请实施例提供的失速监测方法并不限于以下实施例,还可以用于其它需要测量部件是否失速的场合,并对其进行保护。
为了更好地理解本申请,下面结合图1至图8进行详细描述。
请一并参阅图1和图2,图1是本申请一个实施例提供的叶片失速监测方法的流程图,图2是本申请一个实施例提供的表面压力分布示意图。
第一方面,根据本申请实施例提出了一种叶片失速监测方法,包括:
S1、测试步骤,在离线测试中获取叶片表面至少一个预设位置在叶片位于不同攻角时的多个压力参数,压力参数包括叶片位于临界失速攻角时的临界压力参数以及叶片在失速状态下的失速压力参数;
S2、监测步骤,获取预设位置在叶片运行工作过程中的工作压力参数,根据工作压力参数与临界压力参数以及失速压力参数判断叶片是否处于失速状态。
本申请实施例提出了一种失速监测方法,其中包括用于测量所需压力参数的测试步骤S1以及在工作过程中进行实时监测的检测步骤S2。具体地,在测试步骤S1中,可以对待监测的叶片进行离线测试,在叶片的外表面上选取预设位置后可以通过在该位置装设压力传感器的方式进行表面压力测试。
在测试过程中,可以首先在叶片中选择待进行测试的截面翼型,并通过逐渐调整待测截面翼型的攻角,能够测试得到多组前述预设位置的表面压力参数与该截面翼型的攻角之间的对应数据,通过多组表面压力参数与预设位置的对应关系即可绘制出某一攻角下预设位置所在翼型截面处的表面压力分布示意图,而根据不同攻角与不同压力分布示意图的对应关系,即可得到临界状态下以及失速状态下的压力分布示意图,从而直观地获取某一位置处的临界压力参数以及失速压力参数。
以附图2为例,附图2中绘制有多条带有不同图例的曲线,与曲线上方的截面翼型相对应地,横坐标为在截面翼型上进行检测的位置,纵坐标则是在该位置所采集到的压力参数数值。根据图中的图例示意,每条不同的曲线则分别代表截面翼型处于某一特定攻角。由此能够根据如图2所示的压力分布示意图直观地得到截面翼型上各个位置的压力参数,以及在某一位置的压力参数随攻角大小变化而产生的变化趋势。
可以理解的是,待测叶片某一位置处的具体失速攻角与该位置截面翼型的空气动力学外形相关,该失速攻角的大小可以根据叶片截面翼型的型号查阅资料获取,或者在测试步骤中进行测试得到,本申请对此不做特定的限定。相对应地,在测试步骤S1中对待测叶片截面翼型的攻角进行调整时,需要将叶片截面翼型至少设置于失速前工作状态下的工作攻角或设计攻角、临界失速的临界攻角以及失速后的失速攻角三种位姿进行测试,并得到相应的三组数据,从而在后续实时监测中作为比对的基准。
在此基础上,通过将叶片调整至临界失速攻角以及达成失速状态之后的失速攻角,即可获取到待测截面翼型在预设位置处的临界压力参数和失速压力参数。在随后的监测步骤S2中,可以在同一预设位置再次设置压力传感器,获取该位置处的实时工作压力参数,将实时工作压力参数与步骤S1中得到的临界压力参数以及失速压力参数进行比对,即可通过三个参数之间的相对大小关系准确地判断叶片当前是否处于失速状态,并且可以进一步判断叶片失速的程度等,准确性高且适用于大型柔性叶片。
请参阅图3,图3是本申请另一个实施例提供的叶片失速监测方法的流程图。在一些可选的实施例中,测试步骤S1包括:
S11、在离线测试中获取叶片表面第一位置的临界压力参数和失速压力参数;
监测步骤S2包括:
S21、获取第一位置处的实时工作压力参数;
S22、判断工作压力参数是否达到临界压力参数,若未达到临界压力参数,判断叶片未失速。
本申请实施例提供的叶片失速监测方法通过监测叶片表面的压力参数判断叶片是否处于失速状态,在此基础上,测试步骤S1可以具体包括在叶片表面选取第一位置,通过叶片的离线测试获取该第一位置处的临界压力参数和失速压力参数。
随后,进行检测步骤S2时则可以对相同的第一位置的表面压力参数进行监测,采集该位置在叶片200工作过程中的实时工作压力参数,判断该参数是否达到临界压力参数,若未达到,则可以判断该叶片200平稳运行,并未出现失速问题;相反地,若工作压力参数的数值与临界压力参数出现重合,则需要进行进一步的判定,以准确判断叶片200是否失速。
在一些可选的实施例中,监测步骤还包括:
S23、工作压力参数达到临界压力参数后,判断工作压力参数是否变化至失速压力参数,若变化至失速压力参数,判断叶片失速。
为了进一步判定叶片200是否失速,在步骤S22之后还可以进行进一步判定的步骤S23,也即判断工作压力参数的变化走向是否包括由临界压力参数变化至失速压力参数的过程,若实时工作压力参数在变化过程中出现前述过程,则可以判断叶片发生了失速问题。
在一些可选的实施例中,监测步骤还包括:
S24、工作压力参数未变化至失速压力参数时,判断工作压力参数的变化值是否大于或等于临界压力参数与失速压力参数之间差值的80%,若大于或等于临界压力参数与失速压力参数之间差值的80%,判断叶片失速。
为了进一步提高失速判定的精确性以及容错率,在步骤S23之后还可以包括补充判定的步骤S24,在该步骤S24中,在工作压力参数达到临界压力参数后,虽然工作压力参数并未直接变化至失速压力参数,但其变化幅度超过了失速压力参数与临界压力参数之间差值的80%,也即工作压力参数在由临界压力参数变化至失速压力参数的过程上行进超过80%,同样可以判定叶片发生失速问题。按照补充判定步骤S24的条件进行判定,能够对失速判定条件进行进一步的细化,从而提高监测的精确度以及灵敏性,防止发生漏判、误判。
可以理解的是,当压力传感器10设置于叶片200的吸力面,也即选取监测的第一位置位于叶片200的吸力面时,传感器测量得到的压力参数通常为负数值,在此基础上,当计算失速压力参数与临界压力参数之间差值的时候,需保留两个压力参数以及计算结果的正负符号,也即可能存在负数差值,并将该负数差值的80%与临界压力参数相结合进行相应的判定。
具体地,以图2中的临界压力曲线以及失速压力曲线为例进行举例说明,其中图例呈圆形的曲线即为临界压力参数曲线,图例接近“米”字型的曲线则为失速压力参数曲线。在图中所示翼型截面的吸力面上选取横坐标为0.3处作为第一位置,由图可知,该位置的临界压力参数为-2.6左右,该位置的失速压力参数为-0.8左右,此时临界压力参数与失速压力参数之间的差值为-1.8,差值的80%为-1.44,在此基础上,工作压力参数在达到临界压力参数,也即达到-2.6之后,若其变化值超过-1.44,或者说,若工作压力参数上升至-1.16以上,则可以判断该截面翼型位置出现失速的问题。
相类似地,例如:在图2中所示翼型截面的吸力面上选取横坐标为0.9处作为第一位置,由图可知,该位置的临界压力参数为-0.2左右,该位置的失速压力参数为-0.6左右,此时临界压力参数与失速压力参数之间的差值为0.4,差值的80%则为0.32,在此基础上,工作压力参数在达到临界压力参数,也即达到-0.2之后,若其变化值超过0.32,或者说,若工作压力参数下降至-0.52以下,则可以判断该截面翼型位置出现失速的问题。
请参阅图4,图4是本申请又一个实施例提供的叶片失速监测方法的流程图。在一些可选的实施例中,测试步骤S1包括:
S12、在离线测试中分别获取叶片表面多个位置的临界压力参数以及失速压力参数;
S13、在多个位置中选取第一位置,获取第一位置的第一临界压力参数和第一失速压力参数;
S14、在多个位置中选取第二位置,获取第二位置的第二临界压力参数和第二失速压力参数,第一临界压力参数大于第二临界压力参数,第一失速压力参数小于第二失速压力参数;
监测步骤S2包括:
S25、分别获取第一位置和第二位置在叶片工作过程中的第一工作压力参数和第二工作压力参数;
S26、判断第一工作压力参数是否小于第二工作压力参数,若第一工作压力参数小于第二工作压力参数,判断叶片失速。
本申请实施例中的失速监测方法还可以通过两个位置的参数之间的相对大小关系对失速状态进行判定,在该实施例中,测试步骤S1中包括对监测位置的选取,即在对叶片200进行测试并得到多个位置的临界压力参数以及失速压力参数之后,需要根据这两种数据在这多个位置中选取合适的两个位置进行监测。
具体选取条件则包括:第一位置对应的第一临界压力参数大于第二位置对应的第二临界压力参数,并且第一位置对应的失速压力参数小于第二位置对应的第二失速压力参数。也即需要在多个备选的位置中选择失速前后压力参数相对大小关系发生变化的两个位置,由此就能够通过这两个位置在叶片200工作过程中的实时压力参数相对大小判断叶片200在该区域是否发生了失速。可以理解的是,本实施例中的第一位置与前一实施例中的第一位置可以相同或不同,只需第一位置以及第二位置的参数能够达成前述相对大小关系即可。
请参阅图5,图5是本申请还一个实施例提供的叶片失速监测方法的流程图。在一些可选的实施例中,测试步骤S1之前还包括:
S01、在叶片中选取待测的截面翼型,由零度起始,按照第一间隔值逐渐增大截面翼型的攻角,采集截面翼型在不同攻角下的第一压力参数;
S02、根据第一压力参数得到截面翼型的临界失速攻角的粗略值;
S03以临界失速攻角的粗略值为中心,在预设角度范围内按照第二间隔值逐渐增大或逐渐减小截面翼型的攻角,采集截面翼型在不同攻角下的第二压力参数,第二间隔值小于第一间隔值;
S04、根据第二压力参数得到截面翼型的临界失速攻角的精确值。
可选地,本申请实施例提供的失速监测方法中,在对叶片200进行临界压力参数以及失速压力参数的离线测试之前,还可以包括通过离线测试的方法获取叶片200在所需的截面翼型处的失速攻角的步骤。
该步骤中可以包括在叶片200中选取一个待监测的截面翼型,对该截面翼型进行测试,将该截面翼型的攻角由0°开始以第一间隔值台阶式地逐渐增大,测试得到多组与攻角相关的压力参数。同时,在逐渐增大攻角的过程中关注截面翼型所在位置的叶片200是否进入了失速状态,以及刚进入失速状态时截面翼型所处的攻角数值,该数值即为该截面翼型的临界失速攻角的粗略值。
在此基础上,为了得到更为精确的数据,还可以对粗略值做进一步细化,以失速攻角的粗略值为中心,按照第二间隔值台阶式地调整前述选取出的截面翼型的攻角,并且第二间隔值小于前述第一间隔值,由此能够缩小两次试验之间攻角差值的大小,从而得到更加精确的失速攻角,也即得到临界失速攻角的精确值。
可选地,第一间隔值可以为1°~5°,第二间隔值则可以为0.5°~1°,具体间隔数值可以根据所需临界失速攻角的精确度进行选择,本申请对此不做特定的限定。
在一些可选的实施例中,测试步骤S1包括:在叶片200中选取待测的截面翼型,对该截面翼型进行风洞试验;和/或,测试步骤S1包括:在叶片200中选取待测的截面翼型,通过仿真软件对该截面翼型的模型进行仿真测试。
本申请实施例提供的失速监测方法中的测试步骤S1用于获取与叶片200上的预设位置相对应的临界压力参数以及失速压力参数,具体的离线测试获取方法可以包括对叶片200的某一预设截面翼型的实体模型进行风洞试验,或者,获取方法可以包括对叶片200的某一预设截面翼型的模型进行仿真测试,通过仿真测试的结果得到所需的压力参数。
在现有的空气动力学中,风洞是指一个按一定要求设计的、具有动力装置的、用于各种气动力试验的可控气流管道系统,风洞试验指的是将叶片200某一截面翼型的试验模型置于风洞内,通过人为制造所需的空气动力环境,对待测试件进行启动测试的试验,通过对装设了压力传感器的截面翼型的试验模型进行风洞试验能够得到所需的表面压力参数。
相对应地,仿真测试则是首先通过调取资料或者建模步骤获取叶片200某一待测截面翼型的模型,将该模型导入仿真软件后即可通过模拟以及计算得到所需的压力参数。具体仿真软件以及计算方法可以根据加工条件自行选择,本申请对此不作特定的限定。
请参阅图6,图6是本申请一个实施例提供的叶片失速监测系统的结构示意图。第二方面,根据本申请实施例提出一种叶片失速监测系统100,包括:至少一个压力传感器10,压力传感器10装设于叶片;数据处理模块20,与压力传感器10通信连接,数据处理模块20被配置为接收压力传感器10采集得到的压力数据,并根据压力数据判断叶片200是否处于失速状态。
与前述失速监测方法相对应地,本申请实施例还提供一种失速监测系统100,其中主要包括压力传感器10和数据处理模块20,压力传感器10装设于叶片200的表面位置,在叶片200的工作过程中将采集到的表面压力数据传输到数据处理模块20,以进行下一步的计算以及比对等工序。可选地,压力传感器10可以为压电式压力传感器、电阻式压力传感器、电容式压力传感器等,本申请对此不做特定的限定,只需能够实时监测叶片200的表面压力参数即可。
本申请实施例中的压力传感器10与数据处理模块20可以采用通信连接,也即采用数据线进行连接或者采用信号发射、接收的方式进行远程控制。数据处理模块20中可以预先存储有与设置压力传感器10的位置相对应的临界压力数据以及失速压力数据,并在叶片200的工作过程中接收压力传感器10传输回的对应位置的实时压力参数,随后即可根据前述三种参数进行计算或比对,判断叶片200是否出现局部或整体的失速问题。
可以理解的是,为了便于对数据处理模块20进行操作以及检修等,数据处理模块20可以装设于塔下便于工作人员操作的位置,由此便于维修、更换等,提高失速监测系统100的可靠性。或者,还可以将数据处理模块20集成至风力发电机组的控制模块所在位置,以便于在接收到失速信号后及时对机组叶片变桨系统进行调整,避免失速状态对叶片200造成损伤。
在一些可选的实施例中,压力传感器10设置于叶片200的标准翼型截面,每个标准翼型截面上设置有至少一个压力传感器10。
如前所述地,现有的叶片在对空气动力外形进行设计时,通常首先提供多个标准翼型截面,并对多个标准翼型截面间隔排布并插值设计,通过对两侧的标准翼型截面参数的插值按照间距取一定比例,再与标准翼型截面的参数进行配合,即可得到位于标准翼型截面之间的部分叶片200的具体参数。在此基础上,为了使得监测得到的表面压力参数值更加准确、比对判断的结果更加精确,可以将压力传感器10设置于标准翼型截面处,并以此判断该截面处的叶片是否出现局部的失速现象。
请参阅图7,图7是本申请一个实施例提供的压力传感器的设置位置示意图。在一些可选的实施例中,压力传感器10设置于标准翼型截面的前缘、后缘、失速分离点中的至少一者。
本申请实施例中的压力传感器10设置于叶片200的表面,针对叶片中的标准翼型截面进行压力参数的测量时,压力传感器10可以分别设置于该截面中的前缘X4、后缘X1、失速分离点X2中的至少一者,以便于对叶片200的各个不同位置进行测试。其中失速分离点X2在叶片弦向上的正投影与前缘X4之间间距约可以占前缘X4与后缘X1之间间距的30%~60%。当采用第一位置以及第二位置的压力参数进行相对大小比较以判断失速状态的实施例中,可以将第一位置和第二位置中的一者选定于失速分离点处,叶片表面压力分布在失速分离点两侧的变化趋势差异较为明显,通过将第一位置选定于失速分离点处能够便于对第二位置进行选取,并进行相应的判定。可选地,请再次参阅图2中的压力变化趋势,在根据第一位置的工作压力参数与第二位置的工作压力参数之间的相对大小关系进行失速判定的实施例中,为了使两者之间的差值更大、使比对结果更加清晰明显,可以相应地将第二位置选定于失速分离点与截面翼型的后缘之间,例如图6中所示的位置X3。
可以理解的是,针对同一个标准翼型截面可以同时设置有多个传感器,以通过多处位置的监测提高失速判断的准确性以及灵敏性。同时,在同一叶片200的不同标准翼型截面上,压力传感器10的设置位置可以不相同,具体设置位置可以根据采用的数据比对标准以及使用需求等进行设计,本申请对此不做特定的限定。
在一些可选的实施例中,压力传感器10设置于叶片200的吸力面30。
在对现有叶片进行表面压力仿真测试时,发明人发现,与压力面40相比较,叶片200的吸力面30上的表面压力变化幅度更大、趋势更加明显,因此,可以将压力传感器10设置于叶片200的吸力面30,以进一步提高对失速状态判断的准确性。
在一些可选的实施例中,压力传感器10粘接于叶片200表面,和/或,叶片200设置有安装孔,压力传感器10插接于安装孔中。
本申请实施例中的失速监测系统100包括多个用于测量叶片200表面压力的压力传感器10,这些压力传感器10与叶片200之间的连接关系可以根据压力传感器10的类型以及叶片200自身的使用需求等进行设计。在此基础上,当压力传感器10为压电陶瓷传感器或者电阻式压力传感器等形式时,压力传感器10可以粘接于叶片200的外表面。或者,当压力传感器10为管状压力传感器等形式时,还可以在叶片200的表面设置安装孔,并将压力传感器10插接于安装孔中。
第三方面,根据本申请实施例提出一种风力发电机组300,包括第二方面任一实施例中的失速监测系统200。
本申请实施例中的失速监测系统200以及风力发电机组300具有本申请实施例提供的失速监测方法的所有有益效果,具体可以参考上述各实施例对于失速监测方法的具体说明,本实施例在此不再赘述。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
- 基于视频影像处理的风力发电机组的叶片状态监测系统及检测方法
- 基于声音处理的风力发电机组的叶片状态监测系统及检测方法
- 风力发电机组叶片失速监测方法及系统
- 风力发电机组、叶片及失速检测方法、装置、系统及介质