CN101484697A - 用于测试风轮机设备的包括角度调节装置的测试台及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于测试风轮机设备(22)的测试台(12)。所述测试台(12)包括一个或多个在测试期间将载荷直接或间接地施加至所述设备(22)的载荷施加装置(19),其中,所述测试台(12)包括用于调节所述设备(22)相对于水平面的测试角度(A)的角度调节装置(16)。本发明进一步涉及用于测试风轮机设备(22)的方法。

Description

用于测试风轮机设备的包括角度调节装置的测试台及方法 技术领域
本发明涉及一种用于测试风轮机设备的测试台以及用于测试风轮机设 备的方法。
背景技术
现有技术中已知的风轮机包括渐缩的风轮机塔体和位于塔体顶部的风 轮机机舱。带有数个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接至机舱,如 图l所示,低速轴伸出机抢前部。
大型现代风轮机一直变得越来越大,并且风轮机的诸如齿轮箱、发电 机、制动系统等的不同部件也变得越来越大。进一步地,技术发展使得部 件以及部件之间的相互作用越来越分化和复杂。对于风轮机的效率和输出 来说,这当然是有利的,但是由于这些大型的风轮机是昂贵的、且故障成 本非常高,所以重要的是确保风轮机部件的寿命、耐用性、质量、满负载 等被良好地记录。
进行记录的一种方法是在运转的风轮机上收集信息,以及然后以这些 数据的统计分析为基础执行维护程序、对部件的选择等等。但是这种方法
是相当低效的,原因在于:如果数据显示预期寿命为20年的部件仅仅持续 了 7年的平均寿命,则在这7年中制造的类似风轮机将也包含这些有缺陷 的部件;而且在大多数情况下所述数据不能揭露部件是否因为低下的质量 而出现故障一一如果其被错误地安装或使用或如果数个相互作用的因素导 致寿命缩短。
在欧洲专利申请第EP 1 564 405 Al号中公开了解决此问题的另一方 法。该申请公开了 一种用于对主要是机舱的结构构件以及机舱部件执行疲
6劳和载荷测试的测试台。但是测试机艙结构构件的强度的主要目的在于减 少材料的使用或者对这些结构构件的设计进行优化,由此降低构件的成本 和重量以及确保它们能够耐受在风轮机正常工作期间作用于其上的载荷。 这对于部件的选择、部件的相互作用以及可防止故障和降低部件成本的其 它方面将不会提供有用的信息。
因此,本发明的目的是提供一种用于测试风轮机设备的有利和有效的 技术。
特别地,本发明的目的是提供一种用于测试风轮机设备的技术,其提 供更为真实的载荷类型。
发明内容
本发明提供一种用于测试风轮机设备的测试台。所述测试台包括在所 述测试期间将载荷直接地或间接地施加至所述设备的 一个或多个载荷施加 装置,其中,所述测试台包括用于调节所述设备相对于水平面的测试角度 的角度调节装置。
大型现代风轮机上的转子因为各种原因而成角度地设置,使得转子面 不垂直于地面。这使得大多数风轮机中的传动系成角度地定位而不平行于 地面的水平面,其原因在于传动系垂直于转子面。由于传动系和传动系部 件是风轮才几非常重要的部件,所以有利的是在测试台上一 一尤其是在能够
以相对于水平面不为0°的测试角度对设备进行测试的测试台上一一对这
些部件进4于测试。
在本发明的 一个方面,在测试期间所述测试角度是固定或动态可调的。 由此获得本发明的有利实施方式。
在本发明的一个方面,所述角度调节装置包括用于调节所述测试角度 以使之基本上与所述设备的正常操作角对应的装置,所述正常操作角例如 为机舱中的传动系相对于g的角度。
这是有利的,原因在于由此可以提供可执行更有效和/或更可靠测试的
测试台。在本发明的一个方面,在所述测试期间所述测试台的驱动装置旋转所
述i殳备的输入轴。
通过在测试期间旋转所迷设备的输入轴、以及同时将载荷施加至所述设备,可以模拟在风轮机正常运行期间以及极端情形下作用在所述设备上的载荷,由此使得可以比较在相同正常载荷情形下的不同设备以及进行加速寿命测试。这是有利的,其原因在于由此可以对设备执行更有效的测试,其使得能够动态地调节载荷类型和大小,例如如果需要调节为与真实载荷基本相同,或者如果需要作用过载。
需要强调的是,术语"轴"应该理解为任何类型的杆、棒、管、管子、环、联结器、套管、套筒或其它能够传递旋转的装置。轴并不限于实心,而是例如也能够是形成风轮机齿轮箱的行星架或齿圏或与之附接的中空环或套管。
在本发明的一个方面,所述驱动装置是电动马达。
容易非常精确地控制电动马达的旋转速度以及特别是扭矩,这是有利的,原因在于由此可以对风轮机设备执行更有效、更精确和/或更实际的测试。
在本发明的一个方面,所述设备是诸如主轴承、齿轮箱和发电机的风轮机传动系部件,且所述发电机连接至公共电网或公共电网模拟装置。
风轮机的传动系部件都包括置于处在正常操作角一一该正常操作角相对于水平面不为0° —一的机舱中的旋转部分。传动系部件通常置于机舱内的这一事实使得对之进行维修和更换是非常困难的与高成本的。因此有利的是,特别是传动系部件在包括角度调节装置和载荷施加装置的测试台上测试,其中角度调节装置用于调节所述设备的测试角度,载荷施加装置用于将载荷施加至所述部件。
在本发明的一个方面,所述公共电网或公共电网模拟装置是所述测试台的间接载荷施加装置。
这是有利的,其原因在于,通过将发电机连接至公共电网或公共电网模拟装置而将栽荷间接地施加至所述设备,有可能更精确地模拟实际风轮机的载荷情形、或例如通过建立永久过载情形或变化载荷情形来执行加速寿命测试。
在本发明的一个方面,所述公共电网模拟装置包括用于动态地调节电网电压和电网频率的装置。
通过使得能够在测试期间动态地调节电网电压和电网频率,可以模拟设备的正常工作情形以及电网的极端情形或故障情形,由此利于进行更有效和/或更真实的测试。
在本发明的一个方面,所述公共电网模拟装置包括转换器。
使得所述公共电网模拟装置包括转换器是有利的,其原因在于,转换器提供用于动态地调节不同电网参数的装置,从而能够进行更有效的测试。
在本发明的一个方面,所述一个或多个载荷施加装置中的至少一个包
括用于将轴向和/或径向载荷施加至所述i殳备的输入轴的装置。
在实际风轮机中,在设备的正常工作期间,任何风轮机设备的输入轴将始终一一至少在一定程度上一一受到轴向和/或径向力的影响。因此有利的是在测试期间施加这些载荷以实现更有效和/或更真实的测试。在本发明的一个方面,所述设备是风力发电机。风轮机的发电机的功能对于风轮机的效率而言是非常重要的,且由于发电机是非常复杂和昂贵的、以及由于其通常在风轮机机舱中成角度地设置_一在所述机舱处难以进行维修和更换,所以有利的是提供一测试台,该测试台能够调节发电机的测试角度以及同时能够在测试期间将载荷施加至发电才几。
在本发明的一个方面,所述测试台是固定的。
用于对诸如风力发电机的设备进行测试的风轮机测试台可容易地重达50公吨,因此有利的是使得测试台固定。
在本发明的一个方面,所述测试台包括用于对所述i史备的至少一部分周围的诸如温度、湿度和气压的一个或多个气候参数进行充分控制的空调装置。
气候参数对于运转风轮机而言是非常重要的应力因素,特别是非常高
9或非常低的温度或温度的不停变化有可能损坏风轮机设备。通过提供带有 空调装置的测试台,可以充分控制一个或多个气候参数,由此j吏得能够对 设备进行更有效和/或更真实的测试。与其它因素一起,这将使得能够实现
设备的HALT (高加速寿命测试),高加速寿命测试为一种在与设备的期 高效方式。
在本发明的一个方面,所述空调装置是至少一个封闭所述设备或封闭 所述设备至少 一部分的空调箱。
以空调箱基本封闭设备或设备的至少 一部分,这提供了 一种较简单和 廉价的方式以在所述设备周围建立受控的环境。进一步地,基本封闭设备 的空调箱将还有具有吸音的辅助效果,由此降低从测试台发出的噪音。
在本发明的一个方面,所述测试台包括在所述测试期间对所述设备和/ 或所述测试台进行监测的监测系统。
测试所述设备是为了提取设备的重要信息,诸如设备寿命、耐用性、 效率、总容量和质量。因此有利的是,提供的测试台具有监测系统,以收 集这些或其它信息以用于对被测试的设备进行分析。
在本发明的一个方面,所述角度调节装置包括一个或多个用于将包括 所述设备的测试台或所述测试台的 一部分定位于所述测试角度的线性致动 器。
使用线性致动器来将所述设备定位于测试角度是有利的,其原因在于, 线性致动器是一种使得其上放置设备的测试台部分成角度设置的简单和廉 价的方式。
在本发明的一个方面,所述一个或多个线性致动器是液压缸。
液压缸能够升起与其尺寸相比较大的载荷,这是有利的,原因在于这 使得能够对测试台进行更有利的设计。
在本发明的一个方面,所述载荷施加装置包括用于将轴向载荷作用至 所述设备的输入轴的装置。
在风轮机的正常工作期间,除扭矩之外,发电机在输入轴内通常将仅
10承受轴向载荷(如果在安装期间传动系部件正确地对准),因此有利的是 使得测试台能够将轴向载荷作用在被测试设备的输入轴上。
在本发明的一个方面,所述用于作用轴向载荷的装置包括用于动态地 调节所述轴向载荷的装置。
工作风轮机中设备的轴向载荷的大小将根据风速、电力产出或其它因 素而变化,为了能够进行真实的或加速的测试,有利的是使得所述轴向载 荷能够随着时间而变化和/或调节。
本发明进一步提供一种用于测试风轮机设备的方法。所述方法包括以
下步骤:
将所述设备定位在测试台中,
借助于所述测试台的角度调节装置将所述设备置于测试角度,以及 借助于所述测试台的载荷施加装置将载荷直接和/或间接地施加至所 述设备。
通过将所述^:备定位于测试角度、同时通过因将载荷施加至所述设备 而使所述设备产生应力是有利的,其原因在于由此可以执行更有效和/或更 真实的测试。
需要强调的是,术语"将所述设备定位在测试台i"并丕仅仅理解为 在测试期间测试台环绕所述设备。"在…中"仅仅是介词一一其可以采用 多种形式,诸如"在…处"、"在…上,,。
此外,本发明提供另一种用于测试风轮机设备的方法。所述方法包括 以下步骤:
借助于测试台的角度调节装置将所述测试台置于测试角度, 将所述设备定位在所述测试台中,以及
借助于所述测试台的载荷施加装置将载荷直接和/或间接地施加至所 述设备。
如果例如有许多发电机将以相同的测试角度依次地测试,有利的是将 测试台置于所需的测试角度,并然后连续地测试所述设备而无需在更换测 试设备之间改变测试角度以例如节省时间。在本发明的一个方面,所述测试角度在所述测试期间是固定的或动态 可调的。
在本发明的一个方面,所述测试角度形成为基本上与所述设备的正常 操作角对应,例如为机舱中的传动系相对于塔体的角度。
在本发明的一个方面,在测试期间所述设备的输入轴由所述测试台的 驱动装置旋转。
在本发明的一个方面,通过将所述设备的发电机连接至公共电网或公 共电网模拟装置而将载荷施加至所述设备。
在本发明的 一个方面,所述公共电网;f莫拟装置包括用于动态调节电网 电压和电网频率的装置。
在本发明的一个方面,在所述测试期间将轴向和/或径向载荷施加至所 述设备的输入轴。
在本发明的一个方面,在测试期间对所述设备的至少 一部分周围的诸 如温度、湿度和气压的一个或多个气候参数进行控制。
在本发明的一个方面,在测试期间通过监测系统对所述设备和/或所述 测试台进行监测。
附图说明
下面将结合附图描述本发明,在所述附图中: 图1示出从正面观察的、现有技术中已知的大型现代风轮机; 图2示出从侧面观察的、现有技术中已知的简化机艙的一实施方式的 截面图;
图3示出从侧面观察的、测试风力发电机的测试台的一实施方式; 图4示出立体的、在安装风力发电机期间的测试台; 图5示出立体的、在测试风轮机设备期间的测试台;以及 图6示出测试台的一实施方式的立体布置。
具体实施方式图1示出现代风轮机1,其包括设置在基础上的塔体2和位于塔体2 顶部的风轮机机舱3。包括三个风轮机叶片5的风轮机转子4通过伸出机 舱3前部的低速轴连接到机抢3。
图2示出从侧面观察的、机抢3的简化截面图。
机艙3具有多种变型和构造,但在大多数情况下机抢3中的传动系14 几乎总是包括如下部件中的一个或多个:齿轮6、联结器(未图示)、某 种类型的制动系统7及发电机8。现代风轮机1的机艙3还可以包括转换 器9、逆变器(未图示)及另外的外围设备一一例如另外的动力操纵设备、 控制根、液压系统、冷却系统等。
包括机舱部件6、 7、 8、 9的整个机舱3的重量由承载结构IO承载。 部件6、 7、 8、 9通常设置在此共用承载结构10上和/或连接到此共用承载 结构10。在此简化实施方式中,承载结构10仅沿机艙3的底部延伸一一 例如呈连接有一些或所有部件6、 7、 8、 9的基架的形式。在另一实施方式 中,承载结构10可以包括将转子4的载荷传递到塔体2的钟形齿轮(gear bell),和/或承载结构IO可以包括数个互相连接的部件,例如軒架13。
在本发明的此实施方式中,传动系14形成为相对于与塔体2垂直的平 面、穿过塔体2的中心轴线及水平面呈8度的正常操作角NA。传动系14 倾斜的原因是使得转子4能够相应地倾斜以例如确保叶片5不会碰到塔体 2,平衡转子4顶部和底部处的风速差,等等。
图3示出从侧面观察的、测试风力发电机8的测试台12的一实施方式。
在此实施方式中,测试台12构造成测试风力发电机8。由于发电机6 制造成在与大多数马达15的额定转速大致相同的转速下最优地产生电力, 所以该测试台12的驱动装置13不包括齿轮箱,使得测试台马达15的输出 轴通过测试台12的联结器18、轴适配器24和制动系统17而大致直接地 耦联至发电机8的输入轴21。在另一实施方式中,驱动装置13能够进一 步包括齿轮箱。
由于在没有承载结构10—一其能够限定发电机8在机舱3内的朝 向——的情况下对发电机8进行测试,从而测试台12在此实施方式中设置
13有角度调节装置16,角度调节装置16的形式为两个线性致动器32以及两 个旋转接头20,使得能够在测试角度A下测试发电机8。
在测试期间,测试角度A将对应于当发电机8安装在工作的风轮机1 中时相对于水平面的正常操作角NA。
在此实施方式中,发电机8连接至将间接载荷施加至发电机8输入轴 21的电网模拟装置,其中,当连接至这些电网模拟装置时,可以模拟发电 机产生电力、使得发电机8的转子部分抵抗旋转从而将载荷施加至输入轴 21的不同情况。
在本发明的此实施方式中,测试台12包括降噪装置28,降噪装置28 的形式为吸音箱28,其基本上封闭测试台12的驱动装置13的一部分一一 即提供发电机输入轴21的旋转的电动马达15,从而使得特别是由电动马 达15产生的噪音能够被箱28吸收,由此降低测试台12发出的噪音。
在本发明的此实施方式中,测试台12进一步包括空调装置29,空调 装置29的形式为空调箱29,其基本上封闭正在台12上进行测试的风力发 电机8。
图4示出立体的、在安装风力发电机8期间的测试台12。
在此实施方式中,当风力发电机8升高并刚性地连接至测试台12时, 测试台12处在基本上水平的位置。在测试开始之前,测试台12的角度调 节装置16将设备22倾斜至测试角度A,并且当测试完成时,测试台12再 次下降至基本上水平的位置,同时移走经测试的设备。能够在测试台12 的山墙(gable) 30处设置数个可人工地移动的支撑销27,其将测试台12 完全地固定在所需的位置处。
在本发明的另一实施方式中,测试台12可在设备22置于测试台12 上之前设在所需的测试角度A处。虽然这会使得设备22的安装和拆卸过 程复杂化,但是,这在例如随后有多个发电机8需在相同测试角度A进行 测试的情况下将是有利的。不需要对每个新的发电机8在水平和测试角度 A之间来回倾斜测试台12,能够节省时间。
在此实施方式中,被测试的设备22刚性地连接至测试台12的顶部23,且角度调节装置16使得测试台12的整个顶部23—一包括设备22和驱动 装置13——相对于静止的底部15倾斜,底部15刚性地连接至地面。在另 一实施方式中,角度调节装置16能够进一步包括用于独立地倾斜顶部23 的一部分一一即测试设备22所附接的部分一一的装置,使得驱动装置13 或驱动装置13的大部分始终相对于顶部23维持在固定角度的静止位置。
在另一实施方式中,顶部基本上仅包括附接测试设备的部分,使得测 试台12的包括驱动装置13或驱动装置13的大部分的其余部分始终相对于 水平面维持在固定角度的静止位置。该种设置要求来自驱动装置13的旋转 能够被传送至设备的输入轴21而基本上不受角度差的影响,这可如此地实 现:例如将驱动装置13偏移至一侧,然后借助于皮带传动、链条传动等(未 示出)将驱动装置13连接至设备22的输入轴21,由此使得所述设备能够 基本自由地竖直运动,同时驱动装置保持在固定位置。
也能够通过数个卡登或万向接头(未示出)实现从驱动装置13往设备 22传递旋转,该传递允许设备22和驱动装置13之间的相对运动。
其中,上述的两种设置使得载荷施加装置19可包括这样的振动引发装 置(未示出):其能够在被测试的设备中引发振动而基本上不振动驱动装 置13。
这将当然地要求驱动装置13和设备22之间的非常柔性的联结器18, 以确保振动不会传递至驱动装置13,否则会损坏驱动装置13或至少减少 其寿命。
在本发明的此实施方式中,测试台12不包括对设备提供间接载荷的公 共电网或测试台12的公共电网模拟装置之外的其它载荷施加装置19,但 是在另一实施方式中,测试台12能够带有载荷施加装置19,将动态可调 轴向载荷26作用至设备22的输入轴21,如图中的箭头所示。这能够用于 模拟现实中在设备上引发的轴向载荷。
在另一实施方式中,测试台12还能够设置有其它载荷施加装置19一一 诸如将基本上径向的载荷施加至设备22的输入轴21的装置。
在本发明的另一实施方式中,测试台12的连接凸缘一一在测试期间设备22与之附接一一还能够包括将载荷提供给设备22的装置,例如某种模 拟风轮机1偏转机构(未示出)的载荷的载荷施加装置19,或者测试台12 能够将载荷施加至被测试设备22的其它部分一一诸如机抢3的承载结构 10或被测试设备22的输出轴,或者以任何其它方式将载荷施加至被测试 设备22以例如增加测试的效率和/或真实性。
图5示出立体的、在测试风轮机设备22期间的测试台12。
在本发明的此实施方式中,测试台12的顶部23相对于静止的底部25 倾斜至大约8。的测试角度A。在此实施方式中,顶部23和底部25之间 的旋转接头20由顶部23和底部25的板部分形成,所a部分相互结合并 连接至共同的旋转销31,但是在另一实施方式中,旋转接头20能够借助 于轴承(球轴承、滚针轴承、滚柱轴承、滑动轴承或其任何组合)实现, 或者通过将顶部23设置在底部25的支架内实现,或者通过使得部分23 和25之间能够基本自由旋转运动的任何其它方式实现。
角度调节装置16进一步包括两个线性致动器32——在此情形中为两 个液压缸的形式,但是在另一实施方式中线性致动器32能够是气动缸、马 达驱动轴或其它,或者角度调节装置16能够包括直接或间接地(例如通过 链条)作用在测试台12的转轴上的齿轮马达、绞盘、索具,或者所述调节 能够简单地通过4吏用起重机实现。
在此实施方式中,顶部23在测试期间保持静止,但是在另一实施方式 中,角度调节装置16等能够在测试期间引发被测试设备22的振荡或振动, 以例如模拟塔体2振荡、来自叶片5的振动、来自其它风轮机设备的振动 等,以形成真实的载荷情形。
在本发明的此实施方式中,测试台12测试发电机8,发电机8连接至 电网模拟装置,使得发电机8在测试期间间接地能够用作测试台12的载荷 施加装置,其原因在于有可能模拟不同的电网情况一一诸如极端过载情况、 故障情况、短路及其它。电网的这些不同情况由此通过发电机8间接地将 不同的载荷模拟施加在被测试设备22上。
在另一实施方式中,发动机8能够简单地以与工作中风轮机l相同的
16方式连接至7>共电网。
在本发明的此实施方式中,驱动装置13的主要部分由吸音箱28封闭 以降低从测试台12发出的噪音。在另一实施方式中,整个测试台12能够 由吸音箱28封闭,或者测试台12的各个产生噪音的部分能够各自装备有 降噪装置28。在此实施方式中,降噪装置28是被动式的,但是在另一实 施方式中,装置28可以是主动式的,例如提供反相的噪音等。
在此实施方式中,被测试设备22基本上由空调箱29封闭,空调箱29 使得箱29内的温度在设备22不工作以及不运行时能够在-45。C和+55。C之 间被自由地调节和控制,以及使得箱29内的温度在设备22运行期间能够 在-40。C和+卯'C之间被自由地调节和控制。在本发明的该实施方式中,这 些温度范围足以对被测试设备22提供有效的和/或真实的环境,但是在另 一实施方式中,测试台12能够包括用于将设备22的环境温度控制在不同 范围内的装置,并且空调装置29能够进一步包括用于控制诸如湿度和/或 气压的其它气候参数的装置。
图6示出测试台12的一实施方式的立体布置。
在本发明的此实施方式中,测试台12的底部25和顶部23的承载结构 由通常焊接的金属管或梁的桁架制成,其间焊接有呈四边形型材板形式的 多个加强构件。四边形型材板是如此形成的板: 一直的部分,随后是两个 例如沿相反方向的45。弯曲,然后是与第一直部分隔开的另一直部分,然 后再两个45。,等等。通过对桁架的开口区域提供这些型材板,测试台12 的承载结构变得非常坚固和刚性。
在本发明的另 一 实施方式中,测试台12的承载结构能够以多种不同的 方式制造,诸如主要由螺栓、螺钉或铆钉的紧固装置连接的结构,其能够 部分地或完全地以铸铁或混凝土模制,其能够是上述技术或任何其它能够 确保测试台12足够刚性以令人满意地在所需位置处传递所需量的所需载 荷、从而确保测试结果尽可能可靠的技术的任何组合。
在本发明的此实施方式中,测试台12的承载结构进一步包括数个振动 緩冲装置,形式为策略性地设置在测试台12承载结构的钢管之间的橡胶板,并且,通过对地面连接点或支撑点提供振动緩冲装置,基本上防止测
试台12的任何振动被传递至地面。
在本发明的另一实施方式中,通过给测试台12提供振动緩冲贮液器, 通过给测试台12提供策略地设置的振动吸收器等,测试台12能够包括诸 如主动緩冲装置的其它种类的振动緩冲装置。
在此实施方式中,整个测试台12由脚手架11环绕,使得能够从各侧 进出测试台12。
上文结合测试台12、风轮机设备22、载荷施加装置19、角度调节装 置16等的特定例子对本发明进行了说明。但是,应该理解的是,本发明不 限于上述的具体例子,而是可以在权利要求书中所指定的发明范围内以多 种不同的方式设计和变化。列表
1 风轮机
2 塔体
3 机抢
4 转子
5 叶片
6 齿轮箱
7 制动系统
8 发电机
9 转换器
10 承载结构
11 脚手架
12 测试台
13 驱动装置
14 传动系
15 电动马达
16 角度调节装置
17 测试台制动系统
18 测试台联结器
19 载荷施加装置
20 旋转接头
21 输入轴
22 风轮机设备
23 #连接凸缘
24 轴适配器
25 测试台的底部
26 轴向载荷
1927 支撑销
28 降噪装置
29 空调装置
30 山墙
31 旋转销
32 线性致动器
A 设备的测试角度
NA 设备的正常操作角
20

Claims (29)

1. 一种用于测试风轮机设备(22)的测试台(12),所述测试台(12)包括:一个或多个在测试期间将载荷直接或间接地施加至所述设备(22)的载荷施加装置(19),其中,所述测试台(12)包括用于调节所述设备(22)相对于水平面的测试角度(A)的角度调节装置(16)。
2. 如权利要求1所述的测试台(12),其中所述测试角度(A)在所述测试期间是固定的或动态可调的。
3. 如权利要求1或2所述的测试台(12 ),其中所述角度调节装置(16)包括用于调节所述测试角度(A)以使之基本上与所述设备(22)的正常操作角(NA)对应的装置,所述正常操作角(NA)例如为机舱(3)中的传动系(14)相对于塔体(2)的角度。
4. 如前述权利要求中任一项所迷的测试台(12 ),其中所述测试台(12 )的驱动装置(13)在测试期间旋转所述设备(22)的输入轴(21)。
5. 如权利要求4所述的测试台(12),其中所述驱动装置(13)是电动马达(15)。
6. 如前述权利要求中任一项所述的测试台(12),其中所述设备(22)是诸如主轴承、齿轮箱(6)和发电机(8)的风轮机传动系(14)部件,且所述发电机(8 )连接至公共电网或公共电网模拟装置。
7. 如权利要求6所述的测试台(12),其中所述公共电网或公共电网模拟装置是所述测试台(12)的间接载荷施加装置(19)。
8. 如权利要求6或7所述的测试台(12),其中所述公共电网模拟装 置包括用于动态调节电网电压和电网频率的装置。
9. 如权利要求6-8中任一项所述的测试台(12),其中所述公共电网 模拟装置包括转换器(9)。
10. 如前述权利要求中任一项所述的测试台(12),所述一个或多个 载荷施加装置(19)中的至少一个包括用于将轴向和/或径向载荷(26)施 加至所述设备(22)的输入轴(21)的装置。
11. 如前述权利要求中任一项所述的测试台(12),其中所述设备(22) 是风力发电机(8)。
12. 如前述权利要求中任一项所述的测试台(12),其中所述测试台 (12)是固定的。
13. 如前述权利要求中任一项所述的测试台(12),其中所述测试台 (12)包括用于对所述设备(22 )的至少一部分周围的诸如温度、湿度和气压的一个或多个气候参数进行充分控制的空调装置(29)。
14. 如权利要求13所述的测试台(12),其中所述空调装置(29)是 至少一个封闭所述设备(22)或封闭所述设备(22)至少一部分的空调箱。
15. 如前述权利要求中任一项所述的测试台(12),其中所述测试台 (12)包括在所述测试期间对所述设备(22)和/或所述测试台(12)进行监测的监测系统。
16. 如前述权利要求中任一项所述的测试台(12),其中所述角度调 节装置(16)包括一个或多个用于将包括所述设备(22)的测试台(12) 或所述测试台(12)的一部分定位于所述测试角度(A)的线性致动器(32)。
17. 如权利要求16所述的测试台(12),其中所述一个或多个线性致 动器(32)是液压缸。
18. 如前述权利要求中任一项所述的测试台(12),其中所述载荷施 加装置(19)包括用于将轴向载荷(26)作用至所述设备(22)的输入轴(21)的装置。
19. 如权利要求18所述的测试台(12),其中所述用于作用轴向载荷 (26)的装置包括用于动态地调节所述轴向载荷(26)的装置。
20. —种用于测试风轮机设备(22)的方法,所述方法包括以下步骤: 将所述设备(22)定位在测试台(12)中,借助于所述测试台(12)的角度调节装置(16)将所述设备(22)置 于测试角度(A),以及借助于所述测试台(12)的载荷施加装置(19)将载荷直接和/或间接 地施加至所述设备(22)。
21. —种用于测试风轮机设备(22)的方法,所述方法包括以下步骤: 借助于测试台(12)的角度调节装置(16)将所述测试台(12)置于测试角度(A),将所述设备(22)定位在所述测试台(12)中,以及 借助于所述测试台(12)的载荷施加装置(19)将载荷直接和/或间接地施加至所述设备(22)。
22. 如权利要求20或21所述的方法,其中所述测试角度(A)在所述 测试期间是固定的或动态可调的。
23. 如权利要求20至22中任一项所述的方法,其中所述测试角度(A) 形成为基本上与所述设备(22 )的正常操作角(NA)对应,例如为机舱(3 ) 中的传动系(14)相对于# (2)的角度。
24. 如权利要求20至23中任一项所述的方法,其中在测试期间所述 i殳备(22)的输入轴(21)由所述测试台(12)的驱动装置(13)旋转。
25. 如权利要求20至24中任一项所述的方法,其中通过将所述设备 (22 )的发电机(8 )连接至公共电网或公共电网模拟装置而将载荷施加至所述设备(22 )。
26. 如权利要求25所述的方法,其中所述公共电网模拟装置包括用于 动态调节电网电压和电网频率的装置。
27. 如权利要求20至26中任一项所述的方法,其中在测试期间将轴 向和/或径向载荷(26)施加至所述设备(22)的输入轴(21)。
28. 如权利要求20至27中任一项所述的方法,其中在测试期间对所 述设备(22)的至少一部分周围的诸如温度、湿度和气压的一个或多个气 候参数进行控制。
29. 如权利要求20至28中任一项所述的方法,其中在测试期间通过 监测系统对所述设备(22)和/或所述测试台(12)进行监测。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102221466A (zh) * 2011-04-01 2011-10-19 山西防爆电机(集团)有限公司 倾斜安装电机试验用顶力装置
CN106053056A (zh) * 2016-06-03 2016-10-26 中国矿业大学 一种风力机传动系统故障诊断新型综合实验平台
CN106289788A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 绵阳市维博电子有限责任公司 一种空气透平试验台探针定位装置及其误差补偿方法
CN107560859A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 西门子公司 用于涡轮机的背对背测试的测试设备

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101484696B (zh) * 2006-07-03 2013-07-31 维斯塔斯风力系统有限公司 风力涡轮测试系统
BRPI0713354A2 (pt) * 2006-07-03 2012-01-31 Vestas Wind Sys As bancada de teste para teste de equipamento de turbina eólica, e método para teste de equipamento de turbina eólica.
DE102008041916B3 (de) * 2008-09-09 2010-01-21 Anecom Aerotest Gmbh Testvorrichtung für den Fan eines Flugzeugtriebwerks
CN102549405B (zh) 2009-07-31 2015-12-16 Mts系统公司 风力涡轮机传动系统测试组件
US8584530B2 (en) * 2009-08-19 2013-11-19 Avl Test Systems, Inc. Wind turbine gearbox testing system
WO2011050805A2 (en) * 2009-10-28 2011-05-05 Vestas Wind Systems A/S Docking station for test stand
DE102010002059B3 (de) * 2010-02-17 2011-06-01 Renk Aktiengesellschaft Kuppelvorrichtung, damit ausgerüstete Prüfanordnung und Verfahren zum Kuppeln eines Großgetriebes mit einer rotativen Einrichtung
US8584514B2 (en) * 2010-05-18 2013-11-19 Dresser-Rand Company Axial loading device and method for magnetically-supported rotor systems
DE102010017456B4 (de) * 2010-06-18 2017-01-05 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Belastungsvorrichtung, Prüfstand mit einer derartigen Belastungsvorrichtung, Prüfanordnung und Prüfverfahren
DK2463674T3 (da) * 2010-12-08 2013-09-02 Siemens Ag Arrangement og fremgangsmåde til at teste et system til elektricitetsfremstilling
CN102141475A (zh) * 2010-12-29 2011-08-03 上海电机学院 风力发电机制动闸状态检测装置
US8994237B2 (en) 2010-12-30 2015-03-31 Dresser-Rand Company Method for on-line detection of liquid and potential for the occurrence of resistance to ground faults in active magnetic bearing systems
EP2659277B8 (en) 2010-12-30 2018-05-23 Dresser-Rand Company Method for on-line detection of resistance-to-ground faults in active magnetic bearing systems
WO2012138545A2 (en) 2011-04-08 2012-10-11 Dresser-Rand Company Circulating dielectric oil cooling system for canned bearings and canned electronics
EP2715167B1 (en) 2011-05-27 2017-08-30 Dresser-Rand Company Segmented coast-down bearing for magnetic bearing systems
US8851756B2 (en) 2011-06-29 2014-10-07 Dresser-Rand Company Whirl inhibiting coast-down bearing for magnetic bearing systems
DK2574778T3 (en) * 2011-09-29 2015-12-21 Moventas Gears Oy Experimental setup and method for testing of gearboxes and electromechanical energy converters
DE102011054112A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Friedrich Klinger Vorrichtung zur Prüfung von Windenergieanlagen
DE102012103046A1 (de) * 2012-04-10 2013-10-10 Friedrich Klinger Vorrichtung für Belastungsprüfungen an Windenergieanlagen
DE102012212844A1 (de) * 2012-07-23 2014-01-23 Repower Systems Se Prüfstand und Verfahren zum Prüfen eines Triebstrangs einer Windenergieanlage
DK2728332T3 (en) * 2012-10-31 2019-01-14 Siemens Ag Testing Facility
CN103063435B (zh) * 2012-11-27 2015-08-12 凯迈(洛阳)机电有限公司 发动机试验台
CN110006758B (zh) * 2019-04-08 2019-12-13 山东科技大学 角度和起裂位置可调的正断层模拟试验装置及使用方法
EP3848692A1 (en) * 2020-01-13 2021-07-14 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Test arrangement and method for fatigue testing a wind turbine blade

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03238376A (en) 1990-02-16 1991-10-24 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Simulation tester for wind power generation
US5753799A (en) * 1996-10-25 1998-05-19 Assen Exports, Inc. Life cycle testing of swivel joints
EP0845666B1 (en) * 1996-11-29 1999-09-08 Integra Spa Testing equipment for motor vehicle internal combustion engines
NO320790B1 (no) * 2000-10-19 2006-01-30 Scan Wind Group As Vindkraftverk
WO2004005879A1 (en) 2002-07-03 2004-01-15 Midwest Research Institute Resonance test system
US6862940B2 (en) * 2003-03-27 2005-03-08 Paul E. Romano Portable electro-hydraulic test bed apparatus with analog control station and methodology
ES2309478T3 (es) * 2004-02-10 2008-12-16 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. UNIPERSONAL Banco de ensayo para generadores eolicos.
BRPI0713354A2 (pt) * 2006-07-03 2012-01-31 Vestas Wind Sys As bancada de teste para teste de equipamento de turbina eólica, e método para teste de equipamento de turbina eólica.
CN101484696B (zh) * 2006-07-03 2013-07-31 维斯塔斯风力系统有限公司 风力涡轮测试系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102221466A (zh) * 2011-04-01 2011-10-19 山西防爆电机(集团)有限公司 倾斜安装电机试验用顶力装置
CN102221466B (zh) * 2011-04-01 2015-10-14 西门子大型特种电机(山西)有限公司 倾斜安装电机试验用顶力装置
CN106053056A (zh) * 2016-06-03 2016-10-26 中国矿业大学 一种风力机传动系统故障诊断新型综合实验平台
CN107560859A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 西门子公司 用于涡轮机的背对背测试的测试设备
US10378377B2 (en) 2016-06-30 2019-08-13 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Test rig for a back-to-back test of a turbine
CN107560859B (zh) * 2016-06-30 2019-11-12 西门子歌美飒可再生能源公司 用于涡轮机的背对背测试的测试设备
CN106289788A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 绵阳市维博电子有限责任公司 一种空气透平试验台探针定位装置及其误差补偿方法

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Publication number Publication date
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CA2656629C (en) 2014-05-06
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US20090173148A1 (en) 2009-07-09
ES2377841T3 (es) 2012-04-02

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