CN103091105B - 风电机组变桨系统的测试系统和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组变桨系统的测试系统和测试方法，该测试系统包括控制器、电压控制开关、变频器、变桨电机和液压加载装置，其中，控制器分别与电压控制开关、变频器和液压加载装置相连；电压控制开关与驱动电压源相连；变频器分别与驱动电压源、变频电机相连；变桨电机的转轴与变桨轴承相连；液压加载装置与变桨轴承相连。该风电机组变桨系统的测试系统和测试方法，可测试不同工况下整个变桨系统的运行可靠性和稳定性，满足风电机组对变桨系统的性能测试需要。

Description

风电机组变桨系统的测试系统和测试方法

技术领域

本发明涉及风力发电技术，特别地涉及一种风电机组变桨系统的测试系统和测试方法。

背景技术

在风力发电中，变桨系统是风电机组中的重要组成部分，变桨系统主要包括控制器、变频器、变桨电机和变桨轴承等。控制器根据相应的风况情况来计算出要求的桨距角，然后给每个叶片所对应的变频器发送指令，由变频器控制相应的变桨电机转动，通过变桨电机带动变桨轴承转动，进而通过变桨轴承驱动叶片转动，从而使叶片改变桨距角，满足变桨要求。

在将变桨系统安装于实际的风电机组运行之前，有必要对变桨系统的性能进行测试。

目前，对变桨系统进行测试的方法中，首先选定一种类型的机组，在相应级别的实验台上，通过对变桨电机转轴施加扭矩，模拟变桨过程中气流对桨叶的气动载荷对变桨电机转轴产生的影响，使变桨系统运行若干时间以对变桨系统进行测试。

但上述的测试方法中，只模拟了不同风况下变桨过程中对变桨电机转轴产生的影响，没有考虑到风力载荷对变桨轴承产生的作用力对变桨轴承机械性能的影响，而变桨轴承的机械性能在变桨系统运行过程中起着重要的作用，因此，不能很好的反映变桨系统在实际风况下的运行情况。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种风电机组变桨系统的测试系统和测试方法，以满足风电机组对变桨系统性能的测试需要。

本发明一方面提供了一种风电机组变桨系统的测试系统，包括：

控制器，分别与电压控制开关、变频器和液压加载装置相连，用于向电压控制开关发送开关控制信号，向变频器发送变桨控制信号和向液压加载装置发送风力载荷信号；

电压控制开关，与驱动电压源相连，用于根据所述开关控制信号接通驱动电压源与变频器的连接；

变频器，分别与驱动电压源和变频电机相连，用于根据所述变桨控制信号调节自驱动电压源接入的驱动电压以输出对变桨电机的控制信号；

变桨电机，所述变桨电机的转轴与变桨轴承相连，用于根据所述控制信号产生对变桨轴承的转矩；

液压加载装置，与变桨轴承相连，用于根据所述风力载荷信号对变桨轴承施加载荷。

本发明另一方面还提供了一种风电机组变桨系统的测试方法，该方法包括：

通过控制器向电压控制开关发送开关控制信号，向变频器发送变桨控制信号和向液压加载装置发送风力载荷信号；

电压控制开关根据所述开关控制信号接通驱动电压源与变频器的连接；

变频器根据所述变桨控制信号调节自驱动电压源接入的驱动电压以输出对变桨电机的控制信号；

变桨电机根据所述控制信号产生对变桨轴承的转矩；

液压加载装置根据所述风力载荷信号对变桨轴承施加载荷。

本发明提供的风电机组变桨系统的测试系统和测试方法，通过模拟变桨轴承和变桨电机的转轴实际的运行环境下承受的力和力矩，可模拟真实工况下，变桨系统中所应用到的控制器、变频器和变桨电机的运行情况，以及上述各部件之间的配合情况，从而可测试不同工况下整个变桨系统的运行可靠性和稳定性，满足风电机组对变桨系统的性能测试需要。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的风电机组变桨系统的测试系统的方框图；

图2为本发明另一实施例所提供的风电机组变桨系统的测试系统的方框图；

图3为本发明又一实施例所提供的风电机组变桨系统的测试系统的方框图；

图4为本发明实施例所提供的风电机组变桨系统的测试方法的流程图；

图5为本发明另一实施例所提供的风电机组变桨系统的测试方法的流程图；

图6为本发明又一实施例所提供的风电机组变桨系统的测试方法的流程图；

图7为本发明实施例所提供的风电机组变桨系统的测试系统中液压加载装置的简要结构示意图。

具体实施方式

风力发电是通过将空气的动能转化为机械能，进而转化为电能，是目前新能源开发领域中发展最快和最具潜力的发展方向。但是风能作为一种间歇性能源，具有很大的随机性和不可控制性。

风电机组输出功率的波动范围通常较大，通常通过变桨系统调整轮毂上的叶片桨距角，依据风速的变化随时调节叶片的桨距角来控制风力发电机吸收的风能，从而提高整个风电机组的效率。

变桨系统在风力发电中起着重要的作用，为此，本发明实施例提供了一种风电机组变桨系统的测试系统，可模拟在真实环境下变桨系统的运行情况，以对变桨系统的性能进行测试。

图1为本发明实施例所提供的风电机组变桨系统的测试系统的方框图，如图1所示，该测试系统包括控制器1、电压控制开关2、变频器3、变桨电机4和液压加载装置5。

控制器1分别与电压控制开关2、变频器3和液压加载装置5相连，用于向电压控制开关2发送开关控制信号，向变频器3发送变桨控制信号和向液压加载装置5发送风力载荷信号。

控制器是该测试系统的控制元件，用于产生各种信号，控制器可选用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)或者工业计算机等。

电压控制开关2与驱动电压源7相连，用于根据开关控制信号接通驱动电压源7与变频器3的连接。

该电压控制开关可以为多种形式，例如，可以为各种形式的接触器或者继电器，通过接触器或继电器的输入端接收开关控制信号，从而控制输出端触点闭合，接通驱动电压源与变频器的连接，给变频器提供驱动电压。

变频器3分别与驱动电压源7和变桨电机4相连，用于根据变桨控制信号调节自驱动电压源7接入的驱动电压以输出对变桨电机4的控制信号。

变桨电机4的转轴与变桨轴承6相连，用于根据控制信号产生对变桨轴承6的转矩；

液压加载装置5与变桨轴承6相连，用于根据风力载荷信号对变桨轴承6施加载荷。

液压加载装置可根据风力载荷信号对变桨轴承施加载荷，通过液压加载装置中的液压缸产生的压力向变桨轴承施加载荷力或相应力矩。

下面首先对变桨轴承和变桨电机转轴运行过程中受到的力和力矩进行分析，在此基础上进一步的对该测试系统的工作原理进行解释。

对分析过程中，建立一三维坐标系，该三维坐标系中，以轴承的中心为原点，x轴的正方向为变桨轴承中心轴线向叶片延伸的方向，z轴的正方向为重力方向，y轴的正方向根据右手定则确定。

在实际的风电机组中，叶片安装于轮毂上，轮毂上设置有主轴轴承，主轴轴承与齿轮箱中的各齿轮相啮合，各齿轮与变桨电机的转轴通过变桨轴承连接，当需要改变叶片的桨距角时，通过控制变桨电机的转动带动变桨轴承的转动来改变叶片的桨距角。

而在变桨过程中，风同时吹向叶片，会对叶片产生气动力，在此，用Fx代表某一工况下风对叶片的作用而传递到变桨轴承轴向的力的分量，沿x轴的正方向；用Fy代表某一工况下风对叶片的作用而传递到变桨轴承径向的力的分量，沿y轴的正方向；用Fz代表某一工况下风对叶片的作用而传递到变桨轴承z轴方向的力的分量，沿z轴正方向。

用Mx代表风对叶片的作用产生的倾覆力矩而传递到变桨轴承轴向的力矩的分量，沿x轴的正方向；用My代表某一工况下风对叶片的作用而产生的倾覆力矩而传递到变桨轴承径向的力矩的分量，沿y轴的正方向。

在利用该测试系统进行测试时，可将变桨轴承的外圈固定于轴承支架上，变桨轴承内圈通过过盈配合与变桨电机的转轴相连，通过液压加载装置向变桨轴承的各个方向施加相应的力和力矩。在进行测试时，通过控制器向变频器发送变桨控制信号，向液压加载装置发送风力载荷信号，并向电压控制开关发送开关控制信号。

变频控制信号为模拟电信号，为控制器根据某一工况下的风速、风电机组功率和叶片的初始位置等信息并采用一定方案计算出叶片的桨距角，并根据该桨距角产生相应的变桨控制信号以发送给变频器。

风力载荷信号为代表包括Fx、Fy和Fz值的大小和Mx和My值的大小的模拟电信号。

开关控制信号为电压或电流模拟信号，电压控制开关根据接收到的开关控制信号接通驱动电压源与变频器的连接，将驱动电压接入变频器。

进而，变频器根据该变频控制信号调节驱动电压的大小，输出控制信号，该控制信号为一定幅值和频率的电压信号，变桨电机根据该电压信号产生对变桨轴承的转矩。

与此同时，液压加载装置根据接收到的该风力载荷信号向x轴、y轴、z轴三个不同方向施加载荷力Fx、Fy和Fz，并向x轴和y轴两个方向施加载荷力矩Mx和My，以模拟某一工况下变桨轴承运行时，因风对叶片的作用传递到变桨轴承而使变桨轴承承受的力与力矩。

下面结合图7简要介绍上述液压加载装置的具体结构和施加载荷的方法。

图7为本发明实施例所提供的风电机组变桨系统的测试系统中液压加载装置的简要结构示意图，如图7所示，该液压加载装置中设置有多个液压缸，分别为C1-C5，利用多个液压缸协同动作对变桨轴承产生的压力而施加载荷力或相应力矩，模拟某一工况下变桨系统运行时，因风对叶片的作用传递到变桨轴承而使变桨轴承承受的力与力矩。

其中，第一液压缸C1和第二液压缸C2协同动作向变桨轴承施加载荷，模拟变桨轴承受到的x轴方向的力Fx以及受到的y方向的力矩My；第三液压缸C3模拟变桨轴承受到的z方向的力Fz；第四液压缸C4和第五液压缸C5协同动作，模拟变桨轴承受到的x方向的力矩Mx以及受到的y方向的力Fy。

该液压加载装置可实现大范围、高精度的载荷的加载，液压缸中不同调压等级的减压阀并联组成多级压力调节回路，分别用于不同压力等级的工况测试，以提高向变桨轴承施加载荷的压力调节精度。

通过上述描述可知，变桨电机在变频器控制下，输出一定的转矩，带动变桨轴承转动，而变桨轴承在变桨电机输出转矩和液压加载装置施加载荷的情况下以一定的转速转动，并转动到一定的位置，从而可驱动叶片改变桨距角。

并且，在不同的工况，通过改变变桨控制信号可产生不同的控制信号；通过改变Fx、F y、Fz、Mx、My的大小可产生不同的风力载荷信号。

变桨电机根据不同的控制信号产生不同转矩，液压加载装置根据不同风力载荷信号向变桨轴承施加相应载荷，进而变桨轴承在变桨电机输出相应转矩和液压加载装置施加相应载荷的情况下以相应的转速转动，并转动到相应的位置，从而可驱动叶片改变相应桨距角。

由上述技术方案可知，该风电机组变桨系统的测试系统，通过模拟变桨轴承和变桨电机实际的运行环境下承受的力和力矩，可模拟真实工况下，变桨系统中所应用到的控制器、变频器和变桨电机的运行情况，以及上述各部件之间的配合情况，从而可测试不同工况下整个变桨系统的运行可靠性和稳定性，满足风电机组对变桨系统的性能测试需要。

并且，可通过人工观察变桨轴承的运行情况，例如，通过观察变桨轴承是否有漏油现象判断变桨轴承密封是否良好，也可通过观察变桨轴承的振动和变桨轴承相对变桨电机的转轴的偏移情况对变桨轴承的在某一工况下的机械性能进行评价。当然，除了通过人工进行观察外，在测试过程中，可通过各种测量仪器检测各部件运行过程中的相应参数，以对变桨系统的运行情况作出评价。

在对不同MW级风电机组变桨系统进行测试时，可通过更换该测试系统中的变桨电机和变桨轴承，对测试不同机型的风电机组变桨系统的运行可靠性和稳定性，从而可满足不同机型风电机组对变桨系统的性能测试需要。

图2为本发明另一实施例所提供的风电机组变桨系统的测试系统的方框图，如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，该测试系统中还设置有压力传感器8、计时器9和比较器10。

压力传感器8与液压加载装置5中的液压缸相连，用于检测液压缸产生的压力以产生压力信号。

计时器9分别与压力传感器8和控制器1相连，用于在接收到控制器1产生风力载荷信号时开始计时，并在接收到压力传感器9产生的压力信号后停止计时以生成计时时间。

比较器10分别与控制器1和计时器9相连，用于当判断出计时时间大于设定时间后向控制器1发送重新加载信号，以控制控制器1向变频器3重新发送变桨控制信号和向液压加载装置5重新发送风力载荷信号。

采用该测试系统进行测试时，控制器每次发送的变频控制信号、和代表Fx、Fy、Fz、Mx、My大小的风力载荷信号为一组。

该组信号中的变频控制信号发送给变频器，变频器根据变桨控制信号调节对变桨电机的驱动电压大小，输出控制信号，变桨电机根据该控制信号产生对变桨轴承的转矩。

自变频器接收到变频控制信号到变桨电机产生对变桨轴承的转矩需要一个过程，该过程时间记为第一时间。

该组信号中的风力载荷信号发送给液压加载装置，使液压加载装置向轴承施加一定的载荷。但是，由于液压加载装置从接收到风力载荷信号到根据该信号向轴承施加载荷需要一定的过程，而该过程的时间记为第二时间。

由于上述的第一时间主要是电信号的传送过程，而第二时间中的液压加载装置从接受到风力载荷信号到液压缸向轴承施加载荷的过程包括电信号传送过程和机械传动过程，而机械传动所需的时间通常大于电信号的传送时间。因此，当变桨电机产生对变桨轴承的转矩带动变桨轴承转动后，而由于液压加载装置从接收到风力载荷信号到液压缸对轴承施加载荷该过程会相对延迟，但是，该延迟时间不能过长，当变桨轴承在变桨电机的带动下先运转，如果液压加载装置迟迟不能向变桨轴承施加载荷，很可能因变桨电机对变桨轴承施加的转矩过大而对变桨轴承造成损害。

因此，为避免此种情况，在液压加载装置的液压缸处设置压力传感器，当液压缸产生压力后发送信号给计时器，计时器从接收到风力载荷信号时开始计时，并在接收到压力信号后停止计时，计时器产生的计时时间即为第二时间，通过比较器将该第二时间与设定时间进行比较(设定时间为根据情况设置的合理延迟时间，该合理延迟时间通常为小于1秒时间值)，如果第二时间大于设定时间，比较器将产生重新加载信号，使控制器发送下一组的信号，也就是向变频器重新发送变桨控制信号和向液压加载装置重新发送风力载荷信号，变桨电机和液压加载装置根据接受到的该重新发送的信号执行相应动作。

图3为本发明又一实施例所提供的风电机组变桨系统的测试系统的方框图，如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，该测试系统中还设置有上位机11，该上位机11与控制器1相连，用于控制控制器1产生向电压控制开关2发送的开关控制信号，并设定各工况下的变桨参数值、和风力载荷参数值并分别发送给控制器1，以控制控制器1产生向变频器3发送的变桨控制信号和产生向液压加载装置5发送的风力载荷信号。

通过上位机的操作界面可设置变桨参数值和风力载荷参数值，可根据风机在不同工况下的运行情况设置不同的参数值，

变桨参数值为某一工况下的风速、风电机组功率和叶片的初始位置等参数值；风力载荷参数值包括某一工况下的Fx、Fy、Fz、Mx和My值的大小。

上位机一般为微型计算机，可以通过操作界面直接发出操控命令，可将设置好的参数值分别发送给控制器，控制器可以是PLC或单片机等，作为下位机，控制器将操作命令生成相应时序信号，也就是，控制器根据接收到的变桨参数值产生变桨控制信号以发送给变频器并根据接收到的风力载荷的参数值产生风力载荷信号发送给液压加载装置，同时产生对驱动开关的开关控制信号。

在采用本发明实施例提供的测试系统进行测试过程中，为更加精确的获知变桨轴承的性能，例如，变桨轴承运行时的变形情况、振动情况、温度情况等，可在该系统中设置变形传感器12、振动传感器13和温度传感器14中的一个或多个，通过上述的各种检测仪器采集变桨轴承的相关参数，以掌握测试过程中变桨轴承的机械性能。

变形传感器12与变桨轴承6相连，用于检测变桨轴承6转动过程中的变形量并显示。

振动传感器13与变桨轴承6相连，用于检测变桨轴承6转动过程中的振动量并显示。

温度传感器14与变桨轴承6相连，用于检测变桨轴承6转动过程中的温度值并显示。

上述的变形量、振动量和温度值，可以是将变形量、振动量或温度值通过电压或电流大小来表示的波形曲线，而电压或电流的大小可代表相应变形量、振动量和温度值，也可以是用数字量表示的变形量、振动量或温度值，通过观察上述各种曲线或数值可掌握变桨轴承在某一工况下运行时的变桨轴承的变形、振动和温度情况，以对变桨轴承的机械性能进行分析。

并且，在该测试系统中，还可以进一步的设置电流传感器15、电压传感器16和扭矩仪17中的一个或多个，通过上述的仪器采集变桨电机4的相关参数。

电流传感器15与变桨电机4相连，用于检测变桨电机4转动过程中电流值并显示；

电压传感器16与变桨电机4相连，用于检测变桨电机4转动过程中电压值并显示；

扭矩仪17与变桨电机4的转轴相连，用于检测变桨电机4转动过程中的扭矩值并显示。

上述的电流值、电压值和扭矩值可以通过波形曲线表示，也可以用数字量表示，通过观察各种曲线或数值可掌握变桨电机的运行情况，对变桨电机的性能进行分析。

通过设置的各种检测仪器对变桨轴承和变桨电机的相关参数进行采集后，可更加精确的掌握变桨电机和变桨轴承的在模拟工况下运行时的情况，为分析变桨系统的运行可靠性和稳定性提供重要的参考数据。

通过上述各种仪器进行检测时，各种仪器设置于测试现场，因此，不便于远程观察，为此，在该测试系统中进一步的还设置有数采装置18，该数采装置18分别与变形传感器12、振动传感器13、温度传感器14、电流传感器15、电压传感器16和/或扭矩仪17相连，用于对接收到的变形量、振动量、温度值、电流值、电压值和/或扭矩值进行标准化数据处理后传送给显示终端19。

由于通过上述各种仪器进行检测时，产生的各数值的形式不一定相同，可能是数字量表示的数值，也可能使模拟量表示的数值等，并且，各种仪器与外部设备相连的接口也不一定相同，因此，可设置数采装置，数采装置中设置有各种形式的接口，将各种仪器的接口与数采装置上的对应接口相连，通过数采装置将接收到的各种不同形式的数值进行标准化数据处理，转化成统一数据格式的数字信号，将处理后的数据进行存储后作为实现数据并发送给显示终端，以通过显示终端进行显示，可将显示终端设置于远程中控室里，以远程观察测试过程中检测到的各种数据。

并且，可将采集到的该数据作为实验数据，可根据采集到的相关数据对变桨系统的运行可靠性和稳定性进行分析。

在上述实施例的基础上，进一步的，还可在电压控制开关与驱动电源之间设置断路器，通过断路器对变频器进行保护，避免因线路发生短路或其他故障时，使通过变频器的电流过大而损害变频器。

本发明实施例还提供了一种风电机组变桨系统的测试方法，该方法为本发明实施例提供的风电机组变桨系统的测试系统的执行方法。

图4为本发明实施例所提供的风电机组变桨系统的测试方法的流程图，如图4所示，该方法包括：

步骤101、通过控制器向电压控制开关发送开关控制信号，向变频器发送变桨控制信号和向液压加载装置发送风力载荷信号；

步骤102、电压控制开关根据开关控制信号接通驱动电压源与变频器的连接；

步骤103、变频器根据变桨控制信号调节自驱动电压源接入的驱动电压以输出对变桨电机的控制信号。

步骤104、变桨电机根据控制信号产生对变桨轴承的转矩；

步骤105、液压加载装置根据风力载荷信号对变桨轴承施加载荷。

上述测试方法中的步骤104和105之间并没有严格的时序关系，可以同时执行，也可顺序执行，或者按任意顺序执行。

该风电机组变桨系统的测试方法，为本发明实施例提供的风电机组变桨系统的测试系统的执行方法，该测试方法通过模拟变桨轴承和变桨电机实际的运行环境下承受的力和力矩，可模拟真实工况下，变桨系统中所应用到的控制器、变频器和变桨电机的运行情况，以及上述各部件之间的配合情况，从而可测试不同工况下整个变桨系统的运行可靠性和稳定性，可满足风电机组对变桨系统的性能测试需要。

图5为本发明另一实施例所提供的风电机组变桨系统的测试方法的流程图，如图5所示，在上述实施例的基础上，进一步的，该测试方法中还包括：

步骤106、通过压力传感器检测液压加载装置中的液压缸产生的压力，以产生压力信号；

步骤107、计时器在接收到控制器产生风力载荷信号时开始计时，并在接收到压力传感器产生的压力信号后停止计时以生成计时时间；

步骤108、当比较器判断出计时时间大于设定时间后向控制器发送重新加载信号，以控制控制器向变频器重新发送变桨控制信号和向液压加载装置重新发送风力载荷信号。

图6为本发明又一实施例所提供的风电机组变桨系统的测试方法的流程图，如图6所示，在上述实施例的基础上，进一步的，该测试方法在步骤101之前还包括：

步骤100、通过上位机控制控制器产生向电压控制开关发送的开关控制信号，并设定各工况下的变桨参数值和风力载荷参数值并发送给控制器，以控制控制器产生向变频器发送的变桨控制信号和产生向液压加载装置发送的风力载荷信号。

在对轴承进行测试过程中，为更加精确的获知轴承各项性能，例如，轴承运行时的变形情况、振动情况、温度情况等，该方法还可以包括：

步骤109、通过变形传感器检测变桨轴承转动过程中的变形量并显示；

步骤110、通过振动传感器检测变桨轴承转动过程中的振动量并显示；

和/或

步骤111、通过温度传感器检测变桨轴承转动过程中的温度值并显示。

在上述实施例的基础上，进一步的，该测试方法还包括：

步骤112、通过电流传感器检测变桨电机转动过程中的电流值并显示；

步骤113、通过电压传感器检测变桨电机转动过程中的电压值并显示；

和/或

步骤114、通过扭矩仪检测变桨电机转动过程中转轴的扭矩值并显示。

上述的步骤109至114并不包含任何的时序关系，各步骤可能同时执行，也可顺序执行，也可按任意的顺序执行。

并且，该测试方法中还可以包括：

步骤115、通过数采装置对接收到的所述变形量、振动量、温度值、电流值、电压值和/或扭矩值进行标准化数据处理后传送给显示终端进行显示。

上述的测试方法，进一步的通过各种仪器对变桨轴承和变桨电机的相关参数进行采集后，可更加精确的掌握变桨电机和变桨轴承的在模拟工况下的运行情况，为分析变桨系统的运行可靠性和稳定性提供重要的参考数据。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于，包括：

控制器，分别与电压控制开关、变频器和液压加载装置相连，用于向电压控制开关发送开关控制信号，向变频器发送变桨控制信号和向液压加载装置发送风力载荷信号；

电压控制开关，与驱动电压源相连，用于根据所述开关控制信号接通驱动电压源与变频器的连接；

变频器，分别与驱动电压源和变频电机相连，用于根据所述变桨控制信号调节自驱动电压源接入的驱动电压以输出对变桨电机的控制信号；

变桨电机，所述变桨电机的转轴与变桨轴承相连，用于根据所述控制信号产生对变桨轴承的转矩；

液压加载装置，与变桨轴承相连，用于根据所述风力载荷信号对变桨轴承施加载荷；

其中，液压加载装置根据接收到的所述风力载荷信号向x轴、y轴、z轴三个不同方向施加载荷力Fx、Fy和Fz，并向x轴和y轴两个方向施加载荷力矩Mx和My，以模拟某一工况下变桨轴承运行时，因风对叶片的作用传递到变桨轴承而使变桨轴承承受的力与力矩。

2.根据权利要求1所述的风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于，还包括：

压力传感器，与所述液压加载装置中的液压缸相连，用于检测液压缸产生的压力以产生压力信号；

计时器，分别与所述压力传感器与所述控制器相连，用于在接收到所述控制器产生风力载荷信号时开始计时，并在接收到压力传感器产生的所述压力信号后停止计时以生成计时时间；

比较器，分别与所述控制器和计时器相连，用于当判断出所述计时时间大于设定时间后向所述控制器发送重新加载信号，以控制所述控制器向变频器重新发送变桨控制信号和向液压加载装置重新发送风力载荷信号。

3.根据权利要求1或2所述的风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于，还包括：

上位机，与所述控制器相连，用于控制所述控制器产生向电压控制开关发送的开关控制信号，并设定各工况下的变桨参数值和风力载荷参数值并发送给所述控制器，以控制所述控制器产生向变频器发送的变桨控制信号和产生向液压加载装置发送的风力载荷信号。

4.根据权利要求1或2所述的风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括变形传感器、振动传感器和温度传感器中的一个或多个，其中，

变形传感器，与变桨轴承相连，用于检测变桨轴承转动过程中的变形量并显示；

振动传感器，与变桨轴承相连，用于检测变桨轴承转动过程中的振动量并显示；

温度传感器，与变桨轴承相连，用于检测变桨轴承转动过程中的温度值并显示。

5.根据权利要求4所述的风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括电流传感器、电压传感器和扭矩仪中的一个或多个，其中，

电流传感器，与变桨电机相连，用于检测变桨电机转动过程中的电流值并显示；

电压传感器，与变桨电机相连，用于检测变桨电机转动过程中的电压值并显示；

扭矩仪，与变桨电机的转轴相连，用于检测变桨电机转动过程中转轴的扭矩值并显示。

6.根据权利要求5所述的风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于，还包括：

数采装置，分别与所述变形传感器、振动传感器、温度传感器、电流传感器、电压传感器和/或扭矩仪相连，用于对接收到的所述变形量、振动量、温度值、电流值、电压值和/或扭矩值进行标准化数据处理后传送给显示终端进行显示。

7.根据权利要求1或2所述的风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：

所述电压控制开关与所述驱动电源之间还设置有断路器。

8.根据权利要求1或2所述的风电机组变桨系统的测试系统，其特征在于：

所述电压控制开关为一接触器，所述接触器的输入端与所述控制器相连，所述继电器的输出端常开触点与所述驱动电压源相连。

9.一种风电机组变桨系统的测试方法，其特征在于，该方法包括：

通过控制器向电压控制开关发送开关控制信号，向变频器发送变桨控制信号和向液压加载装置发送风力载荷信号；

电压控制开关根据所述开关控制信号接通驱动电压源与变频器的连接；

变频器根据所述变桨控制信号调节自驱动电压源接入的驱动电压以输出对变桨电机的控制信号；

变桨电机根据所述控制信号产生对变桨轴承的转矩；

液压加载装置根据所述风力载荷信号对变桨轴承施加载荷；

液压加载装置具体根据接收到的所述风力载荷信号向x轴、y轴、z轴三个不同方向施加载荷力Fx、Fy和Fz，并向x轴和y轴两个方向施加载荷力矩Mx和My，以模拟某一工况下变桨轴承运行时，因风对叶片的作用传递到变桨轴承而使变桨轴承承受的力与力矩。

10.根据要求9所述的风电机组变桨系统的测试方法，其特征在于，该方法还包括：

通过压力传感器检测液压加载装置中的液压缸产生的压力，以产生压力信号；

计时器在接收到控制器产生所述风力载荷信号时开始计时，并在接收到压力传感器产生的所述压力信号后停止计时以生成计时时间；

当比较器判断出所述计时时间大于设定时间后向控制器发送重新加载信号，以控制所述控制器向变频器重新发送变桨控制信号和向液压加载装置重新发送风力载荷信号。

11.根据要求9或10所述的风电机组变桨系统的测试方法，其特征在于，在通过控制器向电压控制开关发送开关控制信号，向变频器发送变桨控制信号和向液压加载装置发送风力载荷信号之前还包括：

通过上位机控制控制器产生向电压控制开关发送的开关控制信号，并设定各工况下的变桨参数值和风力载荷参数值并发送给所述控制器，以控制所述控制器产生向变频器发送的变桨控制信号和产生向液压加载装置发送的风力载荷信号。

12.根据要求9或10所述的风电机组变桨系统的测试方法，其特征在于，该方法还包括：

通过变形传感器检测变桨轴承转动过程中的变形量并显示；

通过振动传感器检测变桨轴承转动过程中的振动量并显示；

和/或

通过温度传感器检测变桨轴承转动过程中的温度值并显示。

13.根据要求12所述的风电机组变桨系统的测试方法，其特征在于，该方法还包括：

通过电流传感器检测变桨电机转动过程中的电流值并显示；

通过电压传感器检测变桨电机转动过程中的电压值并显示；

和/或

通过扭矩仪检测变桨电机转动过程中转轴的扭矩值并显示。

14.根据要求13所述的风电机组变桨系统的测试方法，其特征在于，该方法还包括：

通过数采装置对接收到的所述变形量、振动量、温度值、电流值、电压值和/或扭矩值进行标准化数据处理后传送给显示终端进行显示。