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風(fēng)機(jī)主要故障形式

①葉片常見故障
a.結(jié)冰：結(jié)冰對風(fēng)力機(jī)葉片造成的影響是巨大的。不但改變?nèi)~片的氣動外形，降低效率，而且會造成轉(zhuǎn)動不平衡甚至無法啟動。空氣中的水汽會在氣溫低于0℃時結(jié)冰。冰的形式、數(shù)量受氣象條件、設(shè)備的尺寸和狀態(tài)（運(yùn)動或者靜止）共同影響。

為了防止結(jié)冰帶來的影響，首先要對結(jié)冰做出正確的檢測，一般來說，現(xiàn)在有三種方法：一是通過安裝在現(xiàn)場的電子攝像機(jī)，觀察是否結(jié)冰，這種方法比較昂貴，而且在夜晚視野不好的情況下可能失去效果；二是各類傳感器，例如設(shè)置兩個平行的風(fēng)速儀，一個設(shè)置加熱裝置，另外一個不設(shè)置，通過觀察兩個風(fēng)速儀的風(fēng)速，當(dāng)差值比較大時，可以斷定有結(jié)冰現(xiàn)象，但是這種方法在氣溫遠(yuǎn)低于0℃時可能失去意義；之后就是通過噪聲傳感器，當(dāng)葉片前緣結(jié)冰以后，氣動噪聲會大大升高，從而可以判斷出是否結(jié)冰。

為了除去葉片結(jié)冰，常用的兩種方法：一是通過在葉片上開若干小孔，通入熱空氣，將冰去掉，這種方式對葉片的啟動結(jié)構(gòu)影響不大，但是要在葉片內(nèi)加入通氣管道；另外一種是在容易結(jié)冰的前緣加加熱金屬薄片，這種方法可以利用風(fēng)力機(jī)發(fā)出來的電，比較方便，但是對葉片的氣動結(jié)構(gòu)影響比較大，今后的方向可能是在需要除冰的葉片，在生產(chǎn)時將加熱金屬薄片植入葉片的表層，去掉這種影響。

b.葉片斷裂：葉片斷裂可以導(dǎo)致整個機(jī)組的致命性停運(yùn)，斷裂主要是由于振動引起的。葉片在氣動力、重力和離心力的作用下，振動形式有以下三種：揮舞、擺振和扭轉(zhuǎn)。揮舞是指葉片在垂直于旋轉(zhuǎn)平面方向上的彎曲振動；擺振是葉片在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的彎曲振動；扭轉(zhuǎn)是指葉片繞其變距軸的扭轉(zhuǎn)振動。其中，揮舞和擺振是振動的主要形式。

造成葉片斷裂的主要原因是擺振。在正常情況下，葉片在擺振方向受到激擾后的振幅比較小并且能夠衰減，沒能造成太大的危害。但在失速的情況下，葉片的氣動阻尼超過結(jié)構(gòu)阻尼，導(dǎo)致振動不能衰減而造成葉片斷裂。一般風(fēng)力機(jī)葉片的氣動特性如下：失速后，阻力系數(shù)增加，升力系數(shù)減少，當(dāng)氣動阻尼數(shù)值上大于結(jié)構(gòu)阻尼，擺振就會發(fā)散，從而導(dǎo)致葉片斷裂。要避免發(fā)生這種情況可以通過采用阻尼比較大的材料，或者是采用變漿葉片來避免失速的發(fā)生。

這三種機(jī)械振動和氣動力交織作用，形成氣動彈性問題。如果這種相互作用是減弱的，則振動穩(wěn)定，否則會出現(xiàn)顫振和發(fā)散，這種不穩(wěn)定運(yùn)動的破壞力強(qiáng)，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中須要考慮并要避免的。

c.疲勞失效：葉片在旋轉(zhuǎn)過程中，受到變化的離心力的作用，還有就是可能由于安裝等造成的不平衡，受到交變的載荷作用，這種交變載荷的頻率和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速相等。選擇葉片材料，提高葉片的疲勞應(yīng)力，可以很好地解決葉片的疲勞失效問題。

②塔架常見故障
疲勞失效：塔架承受的載荷比較復(fù)雜，其中風(fēng)載荷和偏心葉輪轉(zhuǎn)動對它的激振力非常重要，也是塔架疲勞失效的主要原因。

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