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風力發電場洪積腐蝕試驗臺 - 采用PMX 測試和控制平臺

發布時間:2023-08-07      點擊次數:826

風力發電場洪積腐蝕試驗臺 - 采用PMX 測試和控制平臺

比F1賽車還快,弗勞恩霍夫風能及能源系統技術 (IWES) 研究院的最新的洪積腐蝕測試臺 轉子葉片的速度高達 550 km/h,以測試雨滴對葉片的腐蝕。

轉子葉片暴露在惡劣的外部環境中,雨,冰雹,砂子,海水都會對葉片的油漆和表面造成影響。油漆是葉片的前緣部位,溫度和紫外線會進一步加劇這些影響。

氣候和環境需求

結果是材料 表面會被侵蝕,變形甚至是 產生裂紋。其不僅會對葉片的 空氣動力學特性 產生影響,影響發電場的效率,并可能產生 更高的噪音

這個問題將會隨之時間積累不斷地加劇。發電效率的提高必然要求 轉子葉片的速率加快:隨著速率的增加,雨滴撞擊的能量 會變大,將加速葉片的損壞過程。

粗點和外表涂層的損壞時葉片前緣的常見現象。其會對風機的 空氣動力學特性產生影響,繼而影響其性能。

氣候控制洪積腐蝕試驗臺

弗勞恩霍夫風能及能源系統技術 (IWES) 研究院執行的這個項目是由德國環境,自然保護和核安全部(BMU)資助的“轉子洪積腐蝕”項目的一部分。這個測試臺可對峰值速度高達 600 km/h 模型葉片 進行測試。

這可以用于跟蹤和評估轉子葉片 承受雨水沖刷的抵抗力,包括 UVA,雨滴,溫度和鹽霧等影響。通過對葉片涂層優化,可以防止葉片損壞,延長維護周期,從而降低成本。

測量數據采集:

所有的信號可以 24 bits 精度,19,200 每秒的速度 同步采集。這樣就可以 實時處理測量值。內置的以太網接口可以確保所有的測量值存儲在測試臺PC中。并且可以通過 catman 測量軟件進行進一步分析。

自動化:

內置的 CODESYS 軟 PLC 和診斷功能能顯著地提高效率。PMX 按照 全球工業標準 61131 工作并且可以進行 實時控制。在這個項目中非常重要,因為測試臺的 旋轉臂和氣候和雨水控制同步 進行非常重要。代碼在  CODESYS 開發環境中完成后,即可加載到 PMX 中運行。

另外,傳感器信號可以通過 PMX 內置的 CANopen 接口讀取,并將控制信號發送到驅動端。其他的控制可以通過數字 I/Os 和模擬輸出進行控制。

可視化和操作:

采用PMX 另外一個決定性因素是可以采用瀏覽器直接進行操作和控制,無需安裝其他軟件,采用現有的網絡技術即可進行遠程維護和操作。

內置的 CODESYS 軟 PLC 可以進行 web 可視化,可以操作所有相關的信號,控制部件。


“測試條件是需要變化的 - 旋轉速度和天氣控制等需要根據葉片的實際情況進行調整”項目負責人 Buchholz 解釋道:“記錄的氣候狀況和操作數據提供了必要的基礎,在這種情況下,我們需要高度可靠的測試結果。 采用 PMX 測量和控制系統,我們可以非常高效地進行測量和控制工作”。

 

總結和展望

評估損壞機制提供了為優化涂層材料提供了大量的測試數據。包括調整維護周期等。使科學家能夠加深理解整個的破壞過程,并為開發有價值的保護系統提供了基礎。

整個“葉片洪積腐蝕”項目經費為140萬歐元,由德國環境,自然保護和核安全部(BMU)資助(項目編號41V6477)。