惯性力发生装置及向叶片施加惯性力的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了惯性力发生装置以及向叶片施加惯性力的方法。本发明专利技术提供的惯性力发生装置，包括：惯性力施加部，惯性力施加部用于向距叶片根部距离为叶片总长度20％至50％的位置施加惯性力；及惯性力供应部，惯性力供应部用于利用质量部向惯性力施加部供应所需大小的惯性力；其中，所述质量部与叶片在物理上隔离配置。根据本发明专利技术，即使不将质量部直接连结于叶片，也可以使叶片产生惯性力，进而在叶片疲劳试验时，可以连结最重的质量部，将惯性力发生装置连接于叶片不会因其本身而损伤的地点，从而具有可以在以高可靠度执行叶片疲劳试验的同时最大限度抑制试验过程中叶片损伤的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
惯性力发生装置及向叶片施加惯性力的方法


[0001]本专利技术涉及惯性力发生装置，尤其涉及一种用于将惯性力应用于例如风力发电机叶片的惯性力发生装置和利用其向叶片施加惯性力的方法。

技术介绍

[0002]风力发电所使用的叶片(Blade)用于获得使生产电力的发电机旋转所需的旋转力，旋转翼飞机所使用的叶片用于产生飞机飞行所需的升力、推力及操纵力等。
[0003]风力发电所使用的叶片因旋转而使叶片周围的气动分布发生变化，这种现象对叶片结构产生连续的弯曲载荷。
[0004]为了叶片的安全运行，需要对20年期间发生的疲劳弯曲载荷进行疲劳寿命验证。作为疲劳试验方法，有利用叶片共振频率(Natural frequency)的共振试验法(Resonance testing method)，在共振试验法中有通过在叶片上直接安装激振器以施加激振能量的板载激振法(On
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board excitation method)和将激振器连接/安装于地面以向叶片施加激振能量的外部激振法(External excitation method)。
[0005]当利用共振现象进行疲劳试验时，根据叶片的振动将振型控制在所需的形态，以达到目标载荷，此时，为了控制叶片的振型而在多个位置连结质量部并进行调节。此时，所附着的质量部会因重力而在叶片上产生额外的负荷，从而在过度环境下评价叶片，进而存在可能损坏叶片的问题。
[0006]例如，韩国授权专利第10
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1401082B1是涉及用于叶片疲劳试验的降低空气阻力装置的技术，具体提供一种用于叶片疲劳试验的降低空气阻力装置，其特征在于，包括降低空气阻力手段，所述降低空气阻力手段以闭环(closed
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loop)剖面形状构成，风力叶片贯通其内部，保持与风力叶片两面隔开的状态，降低在疲劳试验中发生的空气阻力，其中，在所述降低空气阻力手段内部配备有支撑部，所述支撑部形成填充空间，以使降低空气阻力手段外形的一部分构成曲面。但是，所述技术为了获得所需的振幅而提供的重量部本身对试验叶片产生额外负载，从而在过度环境下评价叶片，进而存在可能损坏叶片的问题。
[0007]因此，本专利技术的专利技术人研究了可以在使待试验叶片产生疲劳但不对其造成损伤的同时在疲劳试验中质量部的重量不作用于叶片却可以使叶片产生惯性力的装置和方法，从而完成了本专利技术。

技术实现思路

[0008]技术课题
[0009]本专利技术目的在于提供一种惯性力发生装置。
[0010]本专利技术另一目的在于提供一种利用其对叶片施加惯性力的方法。
[0011]技术方案
[0012]为此，本专利技术提供一种惯性力发生装置，包括：
[0013]惯性力施加部，所述惯性力施加部用于向距叶片根部距离为叶片总长度20％至
50％的位置施加惯性力；及
[0014]惯性力供应部，所述惯性力供应部用于利用质量部向所述惯性力施加部供应所需大小的惯性力；
[0015]其中，所述质量部与叶片在物理上隔离配置。
[0016]另外，本专利技术提供一种向叶片施加惯性力的方法，包括：
[0017]将所述惯性力发生装置安装于距叶片根部距离为叶片总长度20％至50％的位置的步骤；及
[0018]在叶片因激振器运转而振动期间，通过所述惯性力发生装置向叶片施加惯性力的步骤。
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术，即使不将质量部直接连结于叶片，也可以使叶片产生惯性力，进而在叶片疲劳试验时，可以连结最重的质量部，将惯性力发生装置连接于叶片不会因其本身而损伤的地点，具有可以在以高可靠度执行叶片疲劳试验的同时最大限度抑制试验过程中叶片损伤的效果。
[0021]另外，可以利用装置的长度比和齿数比，有效减小所需质量体的大小，从而具有可以简化试验准备所需的质量体的效果。
附图说明
[0022]图1是示例性示出本专利技术一实施例的惯性力发生装置的示意图，
[0023]图2是示例性示出本专利技术另一实施例的惯性力发生装置的示意图，
[0024]图3是示例性示出本专利技术示例性实施例中可使用的惯性力供应部的结构的示意图，
[0025]图4是示出待试验叶片的长度与试验所要求的惯性力之间的关系的图表，
[0026]图5是示出用于向距叶片根部距离小于叶片总长度20％的位置施加惯性力的惯性力施加部所施加的装置的力矩结果的模拟图表，
[0027]图6是示出用于向距叶片根部距离为叶片总长度20％至50％的位置施加惯性力的惯性力施加部所施加的装置的力矩结果的模拟图表，
[0028]图7示出用于向距叶片根部距离大于叶片总长度50％的位置施加惯性力的惯性力施加部所施加的装置的力矩结果的模拟图表。
具体实施方式
[0029]在本专利技术中，“质量体”和“质量部”用作相同意义。
[0030]本专利技术提供一种惯性力发生装置。更具体地，在例如风力发电站使用的叶片的疲劳试验中，公知技术是将质量部连结于叶片以产生惯性力，本专利技术的装置提供一种用于在不将质量部直接连结于叶片的状态下，在叶片疲劳试验中使叶片产生惯性力的惯性力发生装置。
[0031]更具体地，本专利技术提供一种惯性力发生装置，包括：
[0032]惯性力施加部，所述惯性力施加部用于向距叶片根部距离为叶片总长度20％至50％的位置施加惯性力；及
[0033]惯性力供应部，所述惯性力供应部用于利用质量部向所述惯性力施加部供应所需大小的惯性力；
[0034]其中，所述质量部与叶片在物理上隔离配置。
[0035]下面按各构成详细描述本专利技术的惯性力发生装置。
[0036]本专利技术的惯性力发生装置包括惯性力施加部，所述惯性力施加部用于向距叶片根部距离为叶片总长度20％至50％的位置施加惯性力。
[0037]在本专利技术中，叶片的“根部”定义为意指叶片与风力发电机的轮毂部分连接的叶片一端。“尖端”定义为意指距风力发电机中心最远的叶片一端。
[0038]通常，在风力发电站使用的叶片的疲劳试验时，从根部向尖端方向的互不相同距离处分别配置有适当重量的质量部，在供该质量部配置的地点中的一处配置有激振器，通过激振器，按与叶片固有频率相同的频率进行激振以执行共振疲劳试验。
[0039]此时，向叶片施加振动的方法，根据振动施加的方向，有向襟翼方向施加振动的方法和向边缘方向施加振动的方法。在本专利技术中，“襟翼方向”意指叶片面的法线方向，“边缘方向”意指垂直于叶片面法线方向的方向，即，叶片的“刃”方向。
[0040]为了执行叶片的疲劳试验而需要产生惯性力，为此，一般是将质量部连结于叶片，当向叶片施加振动时，叶片中靠近根部的部分振幅较小，远离根部而越靠近叶片尖端，振幅越大，因此，考虑到这种情况，在靠近叶片根部的部分连结重量较重的质量部，越远离根部，连结越轻的质量部。但是，考虑到其振幅，在靠近叶片根部的部分连结较重的质量部后执行疲劳试验时，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种惯性力发生装置，其特征在于，包括：惯性力施加部，所述惯性力施加部用于向距叶片根部距离为叶片总长度20％至50％的位置施加惯性力；及惯性力供应部，所述惯性力供应部用于利用质量部向所述惯性力施加部供应所需大小的惯性力；其中，所述质量部与叶片在物理上隔离配置。2.根据权利要求1所述的惯性力发生装置，其特征在于，所述惯性力施加部配置成向叶片的襟翼方向施加惯性力。3.根据权利要求1所述的惯性力发生装置，其特征在于，所述惯性力施加部配置成向叶片的边缘方向施加惯性力。4.根据权利要求1所述的惯性力发生装置，其特征在于，所述惯性力施加部还包括用于与叶片连结的连结部。5.根据权利要求1所述的惯性力发生装置，其特征在于，所述惯性力供应部具有杠杆结构，惯性力施加部一端配置于杠杆结构一端，质量部配置于杠杆结构另一端。6.根据权利要求5所述的惯性力发生装置，其特征在于，用于供应所需惯性力的质量部的重量，根据从供惯性力施加部一端配置的杠杆结构一端至杠杆支撑部的距离与从供质量部配置的杠杆结构部另一端至杠杆支撑部的距离之比确定。7.根据权利要求1所述的惯性力发生装置，其特征在于，所述惯性力供应部的质量部沿水平方向移动，所述惯性力供应部包括用于质量部的齿条、用于叶片的齿条、以及与这些齿条全部连接的行星齿轮，调节用于质量部的齿条与用于叶片的齿条的齿数比，利用质量部供应所需惯性力。8.一种向叶片施加惯性力的方法，其特征在于，包括：将权利要求1的惯性力发生装置安装于距叶片根部距离为叶片总...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹淳镐，金志勋，朴志祥，文进范，金度莹，林秉炫，宋相二，金大光，
申请(专利权)人：韩国材料研究院，
类型：发明
国别省市：