5.风力机的振动
风力机的振动是一个复杂的技术问题,要解析振动过程并解决工程实际问题会遇到相当多的困难。尽管如此,因它涉及到风力机运行是否安全和使用寿命的长短,是必须攻克的关键技术。风力机设计时应重视在空气动力、惯性力和弹性力等交变作用下的系统的稳定性和动力响应。偏高的动应力必将缩短风力机使用寿命,严重时发生共振会导致叶片断裂或风力机解体。稳定性和动力响应可归纳为①机械振动稳定性和动力响应;②气动弹性稳定性和动力响应;③控制系统(包括偏航、变桨距、制动等)稳定性和动力响应;④风力机系统的稳定性。
5.1 叶片的振动
风力机运行中叶片在强阵风、湍流、风交变剪等不稳定气流受离心力、陀螺力等惯性力和弹性力等多种载荷作用下将会产生变形和振动。叶片旋转出现振动常表现为三种形式:①挥舞方向振动;②摆振方向振动;③扭转振动;这三种振动还可能耦合,产生气动弹性的动态不稳定。气动弹性动态不稳定包括:①扭转发散;②挥舞——摆振;③挥舞——扭转;④扭转——摆振;⑤失速颤振。