s型叶尖小翼对风轮振动频率影响的研究

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1、振动与冲击第32卷第24期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVo1．32No．2420l3S型叶尖小翼对风轮振动频率影响的研究马剑龙，汪建文，董波’，魏海娇(1．内蒙古工业大学能源与动力工程学院，呼和浩特010051；2．风能太阳能利用技术教育部重点实验室，呼和浩特010051)摘要：利用PULSEI6．1结构振动分析系统，针对直径1．4m的小型水平轴风力机风轮分别在安装S型叶尖小翼与否的状态下进行静、动频测试，通过静频数据结合谱分析法识别风轮动频。研究发现，S型叶尖小翼导致风轮1、2阶振动静频下降，其对2阶振动静

2、频的衰减幅值较1阶振动大，对同阶反对称振动静频的衰减作用较对称振动大，并具有显著调节风轮2阶反对称振动动频和对称振动动频问差值的效用。研究同时发现，s型叶尖小翼可有效改变风轮1、2阶振动动频曲线走势，从而有效调节风轮进入和脱离共振区的转速，这对于风轮最佳转速没计和避免共振设计具有较重要的意义。S型叶尖小翼对圆盘效应振动频率和轴向窜动效应振动频率影响很小，但在很大区域的转速范围内，圆盘效应振动动频曲线总是伴随风轮转速1倍频，并出现在1倍频振动带范围内，这一发现有可能为很多风力机叶片在远短于设计寿命期内频繁发生疲劳损伤事故提供新的解释。

3、关键词：风力机；风轮；S型叶尖小翼；振动频率；影响中图分类号：TK83文献标识码：AEfectofS-shapedtipvanesonvibrationfrequenciesofwindwheelsMAJian—long一，WANGJian—wen一，DONGBo，WEIHai-fiao(1．SchoolofEnm’gYandPowerEngineering，hmerMongoliaUniversityofTechnology，Hohhot010051，China；2．MOEKeyLaboratoryofWindEnergyandS

4、olarEnergyUtilizationTechnology，InnerMongoliaUniversityofTechnology，Hohhot010051，China)Abstract：Thestaticanddynamicfrequencymeasurementsofwindwheelswithadiameterof1．4mforsmalltypehorizontalaxiswindturbinesweredonebyusingPULSE16．1structuralvibrationanalysissystemwhenS—s

5、hapedtipvaneswereinstailedornot．Dynamicfrequenciesofawindwheelwereidentifiedwiththestaticfrequencydataandthespectral—analysismethod．Itwasshownthatthefirstandsecondorderstaticfrequenciesdecreaseduetothetipvanes，theamplitudeattenuationofthe2nd．orderstaticfrequencyisbigge

6、rthanthatof1st—orderstaticfrequencyandtheamplitudeattenuationoftheasymmetricstaticfrequenciesisbiggerthanthatofthesameordersymmetricstaticfrequencies；theS‘shapedtipvanescansignificantlyadjustthedifferencebetweenthe2ndordersymmetricdynamicfrequencyandthe2ndordersymmetri

7、cdynamicfrequency；thetrendofthe1st—orderand2nd—orderdynamicfrequenciescurvescanbechangedeffectivelywiththetipvanes．thusthetipvanescaneli'ectivelyadjusttheenteringrotating—speedofawindwheelandtheleavingonefromitsresonanceregion，anditisverysignificantfordesignoftheoptima

8、lrotatingspeedandavoidingresonance0fawindwheel：theS—shapedtipvaneshadlittleeffectonthevibrationfrequenciesduetothedis