基于无线信号传输的风力机叶片自动除冰系统研究
发布时间：2021-09-03 00:30
风力机叶片覆冰是安装在高寒湿冷地区的风力机组最常见的问题之一。目前,虽有各种防除冰方法应用于不同类型的风力机组,但仍缺一种能自动检测除冰的装置解决风力机叶片覆冰的问题。本文通过对常见的MW级风力机叶片各阶模态频率进行总结后,结合带宽、传输范围和功率三个因素选择Wi-Fi作为风力机叶片振动数据无线传输技术。并结合课题组已对FY-300型风力机叶片在不同情况下的模态频率的分析,和现有实验条件的考虑,选择NI WLS-9205作为FY-300型风机叶片振动数据无线传输设备。搭建风力机叶片振动数据有线传输和无线传输对比实验台,通过有线和无线两种方式同时传输叶片振动数据,并通过对这两种方式所采集的数据进行对比以此验证Wi-Fi无线传输风力机叶片振动数据的可行性。最后在课题组已初步开发的叶片自动除冰系统的基础上,基于LabVIEW软件和Wi-Fi无线数据采集设备设计、开发出基于无线信号的风力机叶片自动除冰系统。利用人工环境实验室模拟大气环境下风力机叶片不同区域覆冰4mm的情况,通过对叶片在不同覆冰状态下的模态分析,研究基于无线传输和有线传输的风力机叶片在不同区域下的覆冰振型和曲率模态区别,提出基于...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景意义及课题来源
1.1.1 研究背景和意义
1.1.2 课题来源
1.2 风力机叶片覆冰的危害及影响
1.3 风力机叶片防除冰技术的研究和应用现状
1.3.1 国外研究和应用现状
1.3.2 国内研究和应用现状
1.4 无线技术在远程监测领域中的优势和应用现状
1.4.1 无线技术在远程监测领域的优势
1.4.2 无线技术在远程监测中的应用现状
1.5 本文研究内容
第二章 基于无线信号传输的叶片自动除冰实验系统设计
2.1 实验系统软件开发平台简介
2.2 实验系统总体设计方案
2.2.1 现有成果和条件分析
2.2.2 除冰系统功能和结构设计
2.3 关键模块开发
2.3.1 叶片振动数据无线采集模块
2.3.2 叶片振动数据频谱分析程序
2.4 本章小结
第三章 基于Wi-Fi协议的无线数据采集技术
3.1 常见无线通信技术对比分析
3.1.1 无线通信技术简介
3.1.2 无线通讯技术对比
3.2 风力机叶片振动数据无线采集技术选取
3.2.1 风力机叶片振动数据无线采集技术选取
3.2.2 无线设备选型
3.3 Wi-Fi数据采集技术应用于叶片振动数据采集的可行性验证实验
3.3.1 实验目的
3.3.2 实验方法和实验设备介绍
3.3.3 叶片振动数据有线传输和无线传输对比实验台搭建
3.3.4 叶片振动数据采集
3.3.5 叶片振动数据有线传输和无线传输对比
第四章 基于无线信号传输的叶片覆冰检测方法
4.1 基于无线信号传输的叶片覆冰检测实验
4.1.1 实验目的
4.1.2 实验内容及步骤
4.1.3 传感器与压电换能器在叶片上的安装方法
4.2 无线信号传输对风力机叶片动力学特性的影响
4.2.1 叶片挠度（振型位移）、转角对比
4.2.2 叶片曲率无线传输和有线传输对比
4.2.3 叶片在不同覆冰情况下的曲率无线传输和有线传输对比
4.3 叶片覆冰检测技术
4.3.1 叶片覆冰状态分段诊断
4.3.2 覆冰厚度特征指标
4.3.3 覆冰厚度检测指标提取
4.4 本章小结
第五章 叶片自动除冰系统的除冰效果分析
5.1 叶片覆冰的检测
5.1.1 叶根覆冰检测
5.1.2 叶片中部覆冰检测
5.1.3 叶尖覆冰检测
5.2 除冰原理和除冰现象分析
5.2.1 除冰原理
5.2.2 除冰现象分析
5.3 除冰能耗分析
5.3.1 除冰时间与覆冰厚度的关系
5.3.2 除冰能耗与覆冰温度的关系
5.3.3 除冰能耗与覆冰厚度的关系
5.3.4 压电换能器(PZT-4)的热效应分析
5.4 本章小结
全文总结
参考文献
致谢
附录A
本文编号：3380036
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景意义及课题来源
1.1.1 研究背景和意义
1.1.2 课题来源
1.2 风力机叶片覆冰的危害及影响
1.3 风力机叶片防除冰技术的研究和应用现状
1.3.1 国外研究和应用现状
1.3.2 国内研究和应用现状
1.4 无线技术在远程监测领域中的优势和应用现状
1.4.1 无线技术在远程监测领域的优势
1.4.2 无线技术在远程监测中的应用现状
1.5 本文研究内容
第二章 基于无线信号传输的叶片自动除冰实验系统设计
2.1 实验系统软件开发平台简介
2.2 实验系统总体设计方案
2.2.1 现有成果和条件分析
2.2.2 除冰系统功能和结构设计
2.3 关键模块开发
2.3.1 叶片振动数据无线采集模块
2.3.2 叶片振动数据频谱分析程序
2.4 本章小结
第三章 基于Wi-Fi协议的无线数据采集技术
3.1 常见无线通信技术对比分析
3.1.1 无线通信技术简介
3.1.2 无线通讯技术对比
3.2 风力机叶片振动数据无线采集技术选取
3.2.1 风力机叶片振动数据无线采集技术选取
3.2.2 无线设备选型
3.3 Wi-Fi数据采集技术应用于叶片振动数据采集的可行性验证实验
3.3.1 实验目的
3.3.2 实验方法和实验设备介绍
3.3.3 叶片振动数据有线传输和无线传输对比实验台搭建
3.3.4 叶片振动数据采集
3.3.5 叶片振动数据有线传输和无线传输对比
第四章 基于无线信号传输的叶片覆冰检测方法
4.1 基于无线信号传输的叶片覆冰检测实验
4.1.1 实验目的
4.1.2 实验内容及步骤
4.1.3 传感器与压电换能器在叶片上的安装方法
4.2 无线信号传输对风力机叶片动力学特性的影响
4.2.1 叶片挠度（振型位移）、转角对比
4.2.2 叶片曲率无线传输和有线传输对比
4.2.3 叶片在不同覆冰情况下的曲率无线传输和有线传输对比
4.3 叶片覆冰检测技术
4.3.1 叶片覆冰状态分段诊断
4.3.2 覆冰厚度特征指标
4.3.3 覆冰厚度检测指标提取
4.4 本章小结
第五章 叶片自动除冰系统的除冰效果分析
5.1 叶片覆冰的检测
5.1.1 叶根覆冰检测
5.1.2 叶片中部覆冰检测
5.1.3 叶尖覆冰检测
5.2 除冰原理和除冰现象分析
5.2.1 除冰原理
5.2.2 除冰现象分析
5.3 除冰能耗分析
5.3.1 除冰时间与覆冰厚度的关系
5.3.2 除冰能耗与覆冰温度的关系
5.3.3 除冰能耗与覆冰厚度的关系
5.3.4 压电换能器(PZT-4)的热效应分析
5.4 本章小结
全文总结
参考文献
致谢
附录A
本文编号：3380036
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