Los sistemas de prueba de viento son los sistemas de prueba más avanzados para evaluar la fatiga y la resistencia de las palas del rotor. Durante el procedimiento de prueba, las palas se flexionan en la dirección de aleteo usando un ciclo que tiene la misma frecuencia natural durante la operación. Es un proceso largo y, por lo general, se necesitan alrededor de 5 millones de ciclos completos para obtener los resultados y analizar la resistencia de las cuchillas y la fatiga que estas pueden soportar.
La frecuencia natural es la frecuencia medida por la vibración hacia adelante y hacia atrás de la hoja cuando se empuja de una dirección a una dirección específica. Las frecuencias naturales en las direcciones de impacto y borde son diferentes. La hoja es mucho más rígida en la dirección del borde; Por lo tanto, la flexión de los bordes tiene una frecuencia natural más alta en comparación con la frecuencia de impacto.
Un motor eléctrico acoplado a cada hoja mueve el peso hacia arriba y hacia abajo, poniéndolo en movimiento. Por lo tanto, los cimientos que soportan el captador de palas deben ser muy fuertes en un sistema de prueba de viento. La base del zócalo para una pala grande suele ser de 2000 toneladas de hormigón para adaptarse a la frecuencia de vibración.
Dinamarca tiene una política estricta para probar las propiedades de resistencia y fatiga de las palas del rotor. Los sistemas de prueba de viento consisten en probar físicamente las palas del rotor para verificar las propiedades de resistencia a través de pruebas estáticas y las propiedades de fatiga a través de pruebas de fatiga. Si los resultados son correctos, las palas del rotor pasan por la prueba.
El objetivo de los sistemas de prueba de viento es probar la seguridad de las laminillas en la pala del rotor. El proceso asegura que las capas de la cuchilla no se agrieten, se deslaminen o se separen entre sí bajo tensión repetida.
Analicemos las características clave de un sistema de prueba de viento y cómo el proceso puede ayudar a los fabricantes a garantizar los mejores productos de uso final.
materiales de las palas del rotor
Las palas del rotor están hechas de una matriz que es una combinación de materiales llamada poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV). Con GRP, las esteras de fibra de vidrio se impregnan con poliéster. Después del proceso de impregnación, se permite que el poliéster se endurezca para crear un material esencialmente fuerte. A veces también se usa epoxi en lugar de poliéster para crear la matriz.
El proceso de construcción de la matriz básica puede ser diferente en diferentes casos. Puede fabricarse en su totalidad o en parte con fibra de carbono, un material más ligero pero más caro, para lograr un material o palas de rotor mucho más resistentes. Los laminados de madera y epoxi también se utilizan para palas de rotor grandes.
monitorear la fatiga
En los sistemas de prueba de viento, las computadoras están configuradas para monitorear continuamente las lecturas de tensión de las palas. Los resultados brindan una descripción general de las variaciones del patrón no lineal que eventualmente revelan el daño (si lo hubo) que ocurrió durante la fase de prueba.
Pruebas estáticas de palas de rotor
Se realizan pruebas estáticas en las palas del rotor para verificar la resistencia del material. La prueba se lleva a cabo para verificar la capacidad de las palas para soportar cargas extremas. Lo hace flexionando las palas con una fuerza muy grande después de haber pasado por la rigurosa fase de prueba de fatiga. Los resultados de la prueba estática muestran la capacidad de las palas para soportar cargas después de una carga prolongada durante el servicio.
Formas modales de las vibraciones de las palas del rotor
Dinamarca sigue un riguroso procedimiento de prueba de palas de rotor, examinando diferentes formas modales de vibración para cada pala. Durante el procedimiento de prueba, se usa un tipo especial de equipo para aumentar las vibraciones del ala a diferentes frecuencias y en diferentes direcciones para evaluar la efectividad del ala.
Es importante revisar las diferentes formas de frecuencias de vibración en las palas del rotor. Los fabricantes de turbinas pueden asegurarse de que la turbina a la que se ensamblarán las palas para uso final no tenga la misma frecuencia natural que las palas del rotor. Si las frecuencias coinciden, toda la estructura de la turbina exhibirá un mayor nivel de resonancia, lo que eventualmente conducirá a vibraciones no amortiguadas y causará daños a toda la turbina.
Inspección infrarroja (termografía)
El sistema de prueba de viento utiliza cámaras infrarrojas para identificar el desarrollo de calor local en la pala. Los resultados pueden indicar amortiguamiento estructural en un área. Específicamente, la prueba revela áreas en la pala donde los diseñadores han colocado deliberadamente fibras para convertir la energía de flexión en calor para estabilizar la pala. La prueba también revela áreas donde se ha producido la delaminación de la fibra y si la cuchilla se está acercando a su punto de ruptura.
la última envoltura
Empresas como R&D Test Systems A/S ofrecen la infraestructura superior para realizar pruebas estructurales de turbinas eólicas y palas de rotor. Empresas de diferentes sectores de la industria eólica que necesiten un sistema de pruebas de viento pueden contactar con el equipo y obtener soluciones llave en mano para sistemas de pruebas dinámicas a gran escala.
Puede recibir soluciones que van desde seleccionar la prueba de máquina más adecuada hasta probar los componentes principales de un ciclo completo de prueba de cuchillas. Es eminente que la próxima generación de turbinas eólicas será robusta y aumentará la necesidad de una instalación de prueba externa. Entonces, si desea empaquetar las mejores soluciones en todo el proceso de prueba de palas eólicas, lo mejor que puede hacer es recurrir a R&D Test Systems A/S.
Puede discutir los requisitos específicos de su sistema de prueba de viento y obtener una cotización para ellos. Sin embargo, puede estar seguro de que obtendrá las mejores soluciones cuando trabaje con el equipo de expertos de R&D Test Systems A/S, ya que tienen años de experiencia en la industria eólica y también utilizan una infraestructura de última generación para llevar a cabo las pruebas de ciclo completo. fase de las palas del rotor y otras partes de la turbina.
Hable con los representantes de R&D Test Systems A/S para obtener más información.