CN102768339B - 风力发电机的模块式可调通风试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电机的模块式可调通风试验装置，它包括2个以上的标准风机单元、2根以上的调节滑轨和风机支架；风机支架为一马蹄形结构，上部为半圆环状，下部为两个长方形支脚；在风机支架正面沿圆周径向等间距均匀设置调节滑轨，每根调节滑轨上均装设一个标准风机单元，每个标准风机单元均可沿调节滑轨径向移动，标准风机单元与调节滑轨之间设有定位装置。它的效果是：1、冷却效果更真实，得到的发电机温升数据更准确；2、节能效果好，运行时用电量可节约80％；3、使噪声值下降20dB左右；4、体积小，使用灵活。

Description

风力发电机的模块式可调通风试验装置

技术领域：本发明涉及一种风力发电机的通风试验装置，特别是一种用于表面自然风冷的风力发电机负载试验时的风力发电机的模块式可调通风试验装置。

背景技术：当前风力发电机作为可再生能源的主力，正在大力发展，尤其低速直驱风力发电机，更具前景；为了保证风力发电机的性能参数符合国家标准规定的基本技术条件，制造厂都要进行发电机的出厂型式试验。为此，模拟风场的冷却条件是各大中型电机试验站应具备的必要条件。为了带走电机负载试验时的损耗，现有对风力发电机进行测试的装置主要采用的是空气动力学中的风洞试验装置，该装置过于复杂和昂贵，而且也不符合风场的

发明内容：本发明的目的在于，针对现有对低速直驱风力发电机在进行出厂型式试验的技术在使用中存在的不足，而提供一种结构简单、模块组合式、可灵活调节、更接近风场实际运行条件且成本和测试费用低的风力发电机的模块式可调通风试验装置。

通过下述技术方案可实现本发明的目的，一种风力发电机的模块式可调通风试验装置，其特征在于，它包括2个以上的标准风机单元、2根以上的调节滑轨和风机支架；风机支架为一马蹄形结构，上部为半圆环状，下部为两个长方形支脚；在风机支架正面沿圆周径向等间距均匀设置调节滑轨，每根调节滑轨上均装设一个标准风机单元，每个标准风机单元均可沿调节滑轨径向移动，标准风机单元与调节滑轨之间设有定位装置，它们可固定在距圆心同一半径处的调节滑轨上；每个标准风机单元的出风口均朝向风机支架正面。

所述的每个标准风机单元的出风口均为矩形。

为了使冷却风能沿着被冷却表面均匀分布，所述的每个标准风机单元的出风口处均可加装一个导风筒；导风筒的一端与标准风机单元的出风口相接，另一端为扇形出风口，沿同一半径处的圆周上布置的标准风机单元导风筒的扇形出风口组成一环形状。

所述的标准风机单元是指根据被试发电机所需冷却风速和风量计算后选取的，标准风机单元可以是离心式风机，也可以是轴流式风机；标准风机单元的数量可为11～15个，依据被试发电机损耗情况和发电机外形尺寸而定。

所述的调节滑轨是为了适应不同被试电机的外形尺寸而设立的，是可以调节标准风机单元分布半径的机械部件。在风机支架正面沿圆周径向等间距可均匀设置11～15根调节滑轨；所述的风机支架正面设置的每根调节滑轨处均可以换作一排径向分布的固定标准风机单元电动机座的螺孔。

所述的风机支架是安装标准风机单元和调节滑轨的钢结构件，它的外形尺寸取决于被试电机的外形尺寸和通风参数范围；所述的风机支架可水平移动来满足不同规格风力发电机对通风参数的要求；同时风机支架可为组合式，即风机支架的两个长方形脚可以是组合结构，以便适应同一外径不同中心高的卧式发电机的试验。

选用不同全压和流量的标准风机单元组合，可以满足所有直驱风力发电机的型式试验要求。

本发明的优点是：

1、本装置的模块式设计，使冷却气流更接近于自然风，冷却气流沿着发电机被冷却表面一边前进一边扩散，消除了冷却过程中的热量积累，冷却效果更真实，得到的发电机温升数据更准确。

2、由于消除了远距离大容量高压风机的集中扩散损耗和大角度导流罩的风阻损耗，在带走发电机相同损耗的条件下，使满足额定工况要求的冷却参数更趋于合理，明显地减小了风扇拖动电动机的功率。

3、由于采用了标准风机单元的模块式结构设计，使被试发电机要求的风速和风量参数易于组合和调节，省去了大容量高压风机昂贵的变频调速装置。

4、采用轴流标准风机单元，可使噪声值下降20dB左右。

5、本发明的设备重量只相当于普通装置的10％，占用厂房面积只有8％，拖动电动机容量仅为12％，运行时用电量可节约80％。

下面结合实施例及附图对本发明进一步阐述：

附图说明：

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为附图1中A-A处的剖视放大图。

附图3为导风筒出风口的平面图。

具体实施方式：

参见附图1、2、3，一种风力发电机的模块式可调通风试验装置，它由13个标准风机单元3(标准风机单元的个数依据被试发电机损耗情况和发电机外形尺寸在2以上的自然数中确定)、13根调节滑轨2(调节滑轨2的根数与标准风机单元3的个数相对应)和风机支架1组成。风机支架1为一马蹄形结构，上部为半圆环，下部为两个长方形支脚；13根调节滑轨2在风机支架1正面沿圆周径向等间距均匀设置，每根调节滑轨2上均装设一个标准风机单元3，每个标准风机单元3均可沿调节滑轨2径向移动，标准风机单元3与调节滑轨2之间设有定位装置(可以是固定螺钉、插卡等)，它们固定在距圆心同一半径处的调节滑轨2上；每个标准风机单元3的出风口均朝向风机支架1正面。每个标准风机单元3的出风口均为矩形，沿同一圆周布置的标准风机单元3的矩形出风口组成环形状。为了使冷却风能沿着被冷却表面均匀分布，每个标准风机单元3的出风口处均加装一个导风筒4；导风筒4的一端与标准风机单元3的出风口相接，另一端为扇形出风口；扇形出风口的内径取决被试发电机最大和最小规格冷却表面直径的平均值，其外径确定原则是保证与标准风机单元3的矩形出风口的面积相同；在钣金工艺允许的条件下，尽力缩短过渡段的长度，以减少压力损失。沿同一圆周布置的标准风机单元3上导风筒4的扇形出风口组成环形状。本实施例中，标准风机单元3的出风口处是加装导风筒4的。

所述的标准风机单元3可以是离心式风机，也可以是轴流式风机。本实施例中，标准风机单元3为离心式风机。

所述的调节滑轨2是调节标准风机单元3分布直径的机械部件，当一定数量的标准风机单元3调节到最小分布直径时，可以使标准风机单元3数量减半，继续调节。

对于较小容量的标准风机单元3，所述的风机支架1正面设置的每根调节滑轨2处均可换作一排径向分布的固定螺孔。本实施例中，采用的是调节滑轨2。

所述的风机支架1可为组合式，即风机支架1的两个长方形脚可以由2块以上的组合块组合构成，以便适应同一外径不同中心高的卧式发电机的试验。本实施例中，风机支架1为全钢板整体结构。

本实施例表明，距标准风机单元出风口1米处的平均风速为19米/秒，1.5米处为14米/秒，2米处为11米/秒。可见其参数范围完全覆盖了I级、II级和III级陆地、潮间带及海上风场的风力发电机的运行工况条件。本实施例的可调通风试验装置的成本只相当于传统装置的10％左右。

Claims (6)

1.一种风力发电机的模块式可调通风试验装置，其特征在于，它包括2个以上的标准风机单元、2根以上的调节滑轨和风机支架；风机支架为一马蹄形结构，上部为半圆环状，下部为两个长方形支脚；在风机支架正面沿圆周径向等间距均匀设置调节滑轨，每根调节滑轨上均装设一个标准风机单元，每个标准风机单元均可沿调节滑轨径向移动，标准风机单元与调节滑轨之间设有定位装置，它们固定在距圆心同一半径处的调节滑轨上；每个标准风机单元的出风口均朝向风机支架正面。

2.按权利要求1所述的风力发电机的模块式可调通风试验装置，其特征在于，所述的每个标准风机单元的出风口均为矩形。

3.按权利要求1所述的风力发电机的模块式可调通风试验装置，其特征在于，所述的每个标准风机单元的出风口处均加装一个导风筒；导风筒的一端与标准风机单元的出风口相接，另一端为扇形出风口，沿同一半径处的圆周上布置的标准风机单元导风筒的扇形出风口组成一环形状。

4.按权利要求1所述的风力发电机的模块式可调通风试验装置，其特征在于，所述的标准风机单元是离心式风机或轴流式风机；标准风机单元的数量为11～15个，相对应调节滑轨的根数为11～15根。

5.按权利要求1所述的风力发电机的模块式可调通风试验装置，其特征在于，所述的风机支架正面设置的每根调节滑轨处均换作一排径向分布的固定标准风机单元电动机座的螺孔。

6.按权利要求1或2或3或4或5所述的风力发电机的模块式可调通风试验装置，其特征在于，所述的风机支架的外形尺寸取决于被试电机的外形尺寸和通风参数范围；风机支架可水平移动来满足不同规格风力发电机对通风参数的要求；同时风机支架为组合式，即风机支架的两个长方形支脚是组合结构。