CN103134682B - 风力发电机组实验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电机组实验台，包括基础底座和第一加载装置，第一加载装置固定设置在基础底座上，其加载端与风力发电机组的输入端固定连接，以加载沿第一方向的载荷扭矩Mx，其中，该实验台还包括：第二加载装置，固定设置在基础底座上，实验台还包括轴承座，轴承座内设置轴承，轴承套设在风力发电机组的输入轴上，第二加载装置的加载端与轴承座固定连接，以通过轴承和输入轴的传递加载沿第一方向的载荷力Fx。本发明提供的风力发电机组实验台通过设置六个加载装置，提供三个方向的载荷力和载荷力矩对被测机组进行加载，真实的反映了风电机组在实际工况中所受到的载荷，以达到测试风电机组承载能力的目的，提高测试实验的可靠性。

Description

风力发电机组实验台

技术领域

本发明涉及风力发电机组检测技术，尤其涉及一种风力发电机组实验台，属于风力发电技术领域。

背景技术

风力发电机组的叶轮旋转带动机舱内部的发电机工作，从而可以实现风力发电。叶轮在高空中受到三维空间的3个力和3个力矩作用，因此风电机组受到的载荷很大，受力情况很复杂，而且在不同的工况下，这6个载荷的值差别很大，对风电机组的机舱部件以及支撑机舱的塔筒所造成的影响不可忽略。

为保证产品质量，风力发电机组在出厂前通常需要在实验台上进行模拟加载实验，以检测风电机组承受载荷的能力。

现有的出厂实验仅对风电机组施加一个方向的载荷，将载荷加载到机组的输入轴，输入轴带动叶轮旋转以模拟实际的风载施加在叶轮上的情形。但是现有的实验提供的载荷与风电机组实际受到的载荷差异很大，无法真实的反映风电机组的承载能力，可靠性差。

发明内容

本发明提供一种风力发电机组实验台，以解决现有技术中的缺陷，保证风力发电机组的产品质量，提高风力发电机组的测试实验可靠性。

本发明提供了一种风力发电机组实验台，包括基础底座和第一加载装置，所述第一加载装置固定设置在基础底座上，所述第一加载装置的加载端与被测机组的输入轴固定连接，以加载沿第一方向的载荷扭矩Mx，其中，所述实验台还包括：

第二加载装置，固定设置在基础底座上，所述实验台还包括轴承座，所述轴承座内设置轴承，所述轴承套设在所述被测机组的输入轴上，所述第二加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿所述第一方向的载荷力Fx。

如上所述的风力发电机组实验台，其中，优选的是，还包括：

第三加载装置，固定设置在基础底座上，所述第三加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿第二方向的载荷力Fy。

如上所述的风力发电机组实验台，其中，优选的是，还包括：

第四加载装置，固定设置在基础底座上，所述第四加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿第三方向的载荷力Fz。

如上所述的风力发电机组实验台，其中，优选的是，还包括：

第五加载装置，固定设置在基础底座上，所述第五加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿所述第二方向的载荷扭矩My。

如上所述的风力发电机组实验台，其中，优选的是，还包括：

第六加载装置，固定设置在基础底座上，所述第六加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿所述第三方向的载荷扭矩Mz。

本发明提供的风力发电机组实验台通过设置六个加载装置，提供三个方向的载荷力和载荷力矩对被测风力机组进行加载，真实的反映了风电机组在实际工况中所受到的载荷，以达到测试风电机组承载能力的目的，提高测试实验的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例二提供的风力发电机组试验台的结构主视图。

图2为本发明实施例二提供的风力发电机组试验台的局部结构剖开的俯视图。

图3为图2的局部放大图。

1-基础底座；    2-第一电机；      3-减速器；

31-输入端；     4-柔性联轴器；    5-第一油缸；

6-塔筒；       7-万向联轴器；    8-被测机组；

81-输入轴；    9-轴承；          10-第二电机；

11-轴承座；    12-第二油缸。

具体实施方式

实施例一

本发明实施例一提供了一种风力发电机组实验台，包括基础底座和第一加载装置，该第一加载装置固定设置在基础底座上，其加载端与被测机组的输入轴固定连接，以加载沿第一方向的载荷扭矩Mx，其中，该实验台还包括第二加载装置，固定设置在基础底座上，实验台还包括轴承座，轴承座内设置轴承，该轴承套设在被测机组的输入轴上，第二加载装置的加载端与轴承座固定连接，以通过轴承和输入轴的传递加载沿第一方向的载荷力Fx。

现有技术中，仅通过第一加载装置对被测机组的输入轴加载，模拟第一方向的扭矩Mx，与风电机组在实际工况中受到的实际载荷有较大差异，通过增加第二加载装置模拟加载沿第一方向的载荷力Fx，使加载仿真更接近实际载荷，从而提高实验的可靠性。

在上述实施例的基础上，可以进一步增设第三加载装置，固定设置在基础底座上，其加载端与轴承座固定连接，以通过轴承和输入轴的传递加载沿第二方向的载荷力Fy。

同理，可以设置第四加载装置、第五加载装置和第六加载装置，分别用于加载沿第三方向的载荷力Fz、沿第二方向的载荷扭矩My和沿第三方向的载荷扭矩Mz。

本发明实施例一提供的风力发电机组实验台通过对轴承座施加其余五个载荷，轴承座将上述载荷传递至被测机组，与现有技术中仅施加一个载荷相比，仿真效果更好，更加真实的反映了风电机组在实际工况中所受的载荷。

实施例二

图1为本发明实施例二提供的风力发电机组试验台的结构主视图，图2为本发明实施例二提供的风力发电机组试验台的局部结构剖开的俯视图，图3为图2的局部放大图。在实际应用中，可以设置第一方向为x方向，即沿着被测机组的主轴轴向方向，从叶轮指向发电机；z方向位于风电机组的主轴轴向和塔筒6轴线所在平面内，与x方向垂直且向上；y方向为依据右手法则以及x和z方向共同确定的方向，上述x、y和z方向即为实际风电机组收到的载荷合力在三个正交坐标系上的分量；Mx、My和Mz方向为沿x、y和z方向看过去的顺时针方向，针对上述方向，本发明实施例二提供了一种优选的风力发电机组实验台布置方案。

如图1和2所示，第一加载装置包括固定设置在基础底座1上且固定连接在一起的第一电机2和减速器3，第一方向为输入轴81的轴向方向，即上述实际应用中的x向，减速器3的输入端31与第一电机2相连，输出端作为第一加载装置的加载端与被测机组8的输入轴81相连；第二加载装置为第一油缸5，上述减速器3具有箱体，第一油缸5具有伸缩活动的缸杆，第一油缸5固定设置在减速器3的箱体上，缸杆作为第二加载装置的加载端与轴承座11固定连接，以提供载荷力Fx，再通过轴承座11内的轴承9以及被测机组8的输入轴81将该载荷力传递至被测机组8。

优选的是，第一油缸5的数量为两个，在起到第二加载装置作用的同时，还可以作为第六加载装置来提供载荷扭矩Mz，从而能够节约实验台设备的布置空间，使实验台设置紧凑合理。通过调节两个第一油缸5出力的方向和大小，可以配凑出一对力，其矢量和等于Fx，其相对风电机组中心力矩的矢量和等于Mz。

在上述实施例的基础上，设置第三加载装置为第二油缸12，第二方向为与输入轴81在同一水平面内且垂直于第一方向，即实际应用中的y向，第二油缸12具有伸缩活动的缸杆，以作为第三加载装置的加载端与轴承座11固定连接，提供载荷力Fy。

同样考虑到设备布局的紧凑性，可以设置第二油缸12同时作为提供载荷力Fz的第四加载装置，第三方向在空间同时垂直于第一方向与第二方向，即实际应用中的z向，将载荷力Fy和Fz合成为一个合力F，由第二油缸12来提供。

第五加载装置可以为包括固定设置在基础底座1上且固定连接在一起的第二电机10和变频器，变频器的输入端的与第二电机10相连，变频器的输出端作为第五加载装置的加载端与轴承座11固定连接，以提供载荷力My。

优选的是，第二电机10和变频器的数量均是两个，第二电机10以轴承座11为中心对称设置在轴承座11的两侧，通过两台电机的同时工作输出载荷扭矩My。

上述优选的实验台设备布置在现有的第一电机和减速器提供加载力Mx的基础上，增设第一油缸提供载荷力Fx和载荷扭矩Mz，第二油缸提供载荷力Fy和Fz，以及第二电机和变频器提供载荷扭矩My，利用较少的设备更加真实的模拟了风电机组受到的实际载荷，从而提高了风电机组的实验可靠性。

进一步地，在实际应用中，减速器3的输出端通过万向联轴器7与风力发电机组的输入端31固定连接，实现载荷力矩的传递，如图3所示。

同样地，变频器的输出端也可以通过柔性联轴器4与轴承座11固定连接，实现载荷力矩的传递。

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范围。

Claims (3)

1.一种风力发电机组实验台，包括基础底座和第一加载装置，所述第一加载装置固定设置在基础底座上，所述第一加载装置的加载端与被测机组的输入轴固定连接，以加载沿第一方向的载荷扭矩Mx，其特征在于，所述风力发电机组实验台还包括：

第二加载装置，固定设置在基础底座上，所述风力发电机组实验台还包括轴承座，所述轴承座内设置轴承，所述轴承套设在所述被测机组的输入轴上，所述第二加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿所述第一方向的载荷力Fx；

第三加载装置，固定设置在基础底座上，所述第三加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿第二方向的载荷力Fy；

第四加载装置，固定设置在基础底座上，所述第四加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿第三方向的载荷力Fz；

第五加载装置，固定设置在基础底座上，所述第五加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿所述第二方向的载荷扭矩My；

第六加载装置，固定设置在基础底座上，所述第六加载装置的加载端与所述轴承座固定连接，以通过所述轴承和所述输入轴的传递加载沿所述第三方向的载荷扭矩Mz；

其中，所述第一加载装置包括固定设置在所述基础底座上且固定连接在一起的第一电机和减速器，所述第一方向为沿所述输入轴的轴向方向，所述减速器的输入端与所述第一电机相连，所述减速器的输出端为所述第一加载装置的加载端；

所述第二加载装置为第一油缸，所述减速器具有箱体，所述第一油缸具有伸缩活动的缸杆，所述第一油缸固定设置在所述减速器的箱体上，所述第一油缸的缸杆为所述第二加载装置的加载端；

所述第三加载装置为第二油缸，所述第二方向与所述输入轴在同一水平面内且垂直于所述第一方向，所述第二油缸具有伸缩活动的缸杆，所述第二油缸的缸杆为所述第三加载装置的加载端；

所述第四加载装置为所述第二油缸，所述第三方向在空间同时垂直于第一方向与第二方向，所述第二油缸的缸杆为所述第四加载装置的加载端；

所述第五加载装置包括固定设置在所述基础底座上且固定连接在一起的第二电机和变频器，所述变频器的输入端与所述第二电机相连，所述变频器的输出端为所述第五加载装置的加载端；

所述第一油缸的数量是两个，所述第六加载装置为两个所述第一油缸，两个所述第一油缸的缸杆为所述第六加载装置的加载端；

所述第二电机和变频器的数量均是两个，所述第二电机以所述轴承座为中心对称设置在所述轴承座的两侧。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组实验台，其特征在于，所述减速器的输出端通过万向联轴器与被测机组的输入轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组实验台，其特征在于，所述变频器的输出端通过柔性联轴器与所述轴承座固定连接。