CN103575537A - 变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置 - Google Patents

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Abstract

目前风力发电机组电动变桨系统的故障率居高不下，国内一般采用电机对拖式测试平台对其进行质量检测。但此平台在每次测试前后，均需对被测变桨系统进行参数修改，测试步骤繁琐。且无法检测变桨电机编码器与桨叶编码器的同步性，测试不够全面。同时需安排专人负责整套变桨系统的限位开关，以协助完成变桨系统的测试，安全性不高。本发明提供了一种变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置。该装置主要由模拟变速箱、皮带、模拟驱动齿轮、模拟桨叶轴承内齿、模拟桨叶轴承、模拟桨叶编码器计数齿、模拟限位挡块组成，通过模拟实际桨叶位置及限位开关触发状态，使测试过程更加贴近真实工况，测试结果更真实、全面。同时测试过程更简单，安全性更高。

Description

变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置
技术领域
本发明涉及一种风电变桨系统带载测试中的桨叶位置模拟装置。
背景技术
目前风力发电行业在我国发展迅速，但其中电动变桨系统的故障率居高不下，已成为国内风电行业较为普遍的问题。为提高风力发电机组的安全性、稳定性及可靠性，需要建立风电变桨系统带载测试平台，对变桨系统进行质量检测及故障分析。
目前国内的电动变桨带载测试平台一般有两种，一种是重物加载式测试平台，一种是电机对拖式测试平台。由于重物加载式测试平台造价过高，且加载操作复杂，性价比低，因此一般厂家均采用电机对拖式测试平台。
电机对拖式测试平台主要由驱动器、加载电机、法兰、变桨电机等组成，其中变桨电机与被测变桨控制系统相连，加载电机与变桨电机通过法兰固定在一起，驱动器控制加载电机运转，通过法兰实现对变桨电机的加载，以测试变桨系统的各种性能。
电机对拖式测试平台价格相对较低，能够实现变桨系统功能的初步测试，但仍存在以下不足。
1、电机对拖式测试平台在每次测试前，需对被测变桨系统进行参数修改：屏蔽桨叶编码器中的故障信号，并修改变桨控制器的控制参数。在测试完成后还需将变桨系统参数恢复至实际运行状态。测试步骤繁琐，会浪费大量时间。
2、只能通过变桨电机的旋转编码器数值来判断变桨系统跟随性能，对风机实际变桨运行时的叶片变桨情况无法预测，无法确定变桨电机编码器与桨叶编码器的同步性，测试不够全面。
3、在测试过程中，需安排专人负责整套变桨系统的限位开关，在出现紧急状态时手动触发限位开关，以协助完成变桨系统的测试。同时有可能发生因人为疏忽，在紧急状况是未及时停止变桨电机运行，造成变桨系统损坏，引起不必要的经济损失。
发明内容
本发明根据风电机组的变桨系统在轮毂上的实际运行机械结构，经过缩放和改型，形成可克服现有电机对拖式变桨系统测试平台缺陷的变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置。
该桨叶位置模拟装置主要由模拟变速箱、皮带、模拟驱动齿轮、模拟桨叶轴承内齿、模拟桨叶轴承、模拟桨叶编码器计数齿、模拟限位挡块组成，其中，模拟变速箱通过皮带分别与变桨电机以及模拟驱动齿轮相连接；模拟驱动齿轮通过与模拟桨叶轴承内齿啮合，带动模拟桨叶轴承转动；模拟桨叶编码器计数齿与模拟桨叶轴承内齿啮合，并与变桨系统的桨叶编码器连接，在模拟桨叶轴承的转动下带动桨叶编码器计数。
所述变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置，被测变桨系统的限位开关安装在所述模拟桨叶轴承上，同时在该模拟桨叶轴承上安装有可以随模拟桨叶轴承转动触发限位开关的模拟限位挡块。
所述变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置，其模拟桨叶轴承内齿的齿数与真实风力发电机组桨叶轴承内齿的齿数相同。
所述变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置，其模拟桨叶编码器计数齿的齿数与真实风力发电机组桨叶编码器计数齿的齿数相同。
通过在变桨带系统测试平台上增加此变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置，在测试前不需要屏蔽桨叶编码器中的故障信号，也不需要更改被测变桨系统的控制参数，测试结果更真实，测试过程方便，可提高测试效率。
同时通过模拟实际桨叶位置及限位开关触发状态，使测试过程更加贴近真实工况，可测试出变桨电机编码器和桨叶编码器是否同步，得到更加真实、全面的测试结果。
此外，模拟限位挡块及变桨系统的限位开关的采用，还可减少测试所需人员，并在测试过程中出现紧急状况时，靠模拟限位挡块触发限位开发，以停止变桨电机转动，保护测试设备和被测设备，安全性高。
附图说明
图为变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置结构示意图。
图中：1、变桨控制系统；2、变桨电机；3、加载电机；4、法兰；5、电机连接轴；6、变桨系统测试平台；7、桨叶位置模拟装置；8、模拟变速箱；9皮带；10、模拟驱动齿轮；11、模拟桨叶轴承内齿；12、模拟桨叶轴承；13、模拟桨叶编码器计数齿；14、桨叶编码器；15、模拟限位挡块；16、限位开关。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
一般的电机对拖式变桨系统测试平台（6）主要由被测变桨控制系统（1）、变桨电机（2）、加载电机（3）、法兰（4）、电机连接轴（5）等组成。
本发明所述变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置（7）是在一般的电机对拖式测试平台（6）的基础上，根据风电机组的变桨控制系统（1）在轮毂上的实际运行机械结构，经过缩放和改型形成。
如图所示，本发明所述变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置（7）主要由模拟变速箱（8）、皮带（9）、模拟驱动齿轮（10）、模拟桨叶轴承内齿（11）、模拟桨叶轴承（12）、模拟桨叶编码器计数齿（13）、模拟限位挡块（15）组成，其中，模拟变速箱（8）通过皮带（9）分别与变桨电机（2）以及模拟驱动齿轮（10）相连接；模拟驱动齿轮（10）通过与模拟桨叶轴承内齿（11）啮合，带动模拟桨叶轴承（12）转动；模拟桨叶编码器计数齿（13）与模拟桨叶轴承内齿（11）啮合，并与变桨控制系统（1）的桨叶编码器（14）连接，在模拟桨叶轴承（12）的转动下带动桨叶编码器（14）计数。
所述变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置（7），被测变桨系统的限位开关（16）安装在所述模拟桨叶轴承（12）上，同时在该模拟桨叶轴承（12）上安装有可以随模拟桨叶轴承（12）转动触发限位开关（16）的模拟限位挡块（15）。
所述变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置（7），其模拟桨叶轴承内齿（11）的齿数与真实风力发电机组桨叶轴承内齿的齿数相同。
所述变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置（7），其模拟桨叶编码器计数齿（13）的齿数与真实风力发电机组桨叶编码器计数齿的齿数相同。
通过在变桨带系统测试平台（6）上增加此变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置（7），在测试前不需要屏蔽桨叶编码器（14）中的故障信号，也不需要更改被测变桨控制系统（1）的控制参数，测试结果更真实，测试过程方便，可提高测试效率。
同时通过模拟实际桨叶位置及限位开关（16）触发状态，使测试过程更加贴近真实工况，可测试出变桨电机（2）编码器和桨叶编码器（14）是否同步，得到更加真实、全面的测试结果。
此外，模拟限位挡块（15）及变桨控制系统（1）的限位开关（16）的采用，还可减少测试所需人员，并在测试过程中出现紧急状况时，靠模拟限位挡块（15）触发限位开发（16），以停止变桨电机（2）转动，保护测试设备和被测设备，安全性高。
虽然经过对本发明结合具体实施例进行描述，对于在本技术领域熟练的人士，根据上文的叙述做出的替代、修改与变化将是显而易见的。因此，在这样的替代，修改和变化落入本发明的权利要求的精神和范围内时，应该被包括在本发明中。  

Claims (4)

1.变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置，其特征在于：主要由模拟变速箱、皮带、模拟驱动齿轮、模拟桨叶轴承内齿、模拟桨叶轴承、模拟桨叶编码器计数齿、模拟限位挡块组成，其中：模拟变速箱通过皮带分别与变桨电机以及模拟驱动齿轮相连接；模拟驱动齿轮通过与模拟桨叶轴承内齿啮合，带动模拟桨叶轴承转动；模拟桨叶编码器计数齿与模拟桨叶轴承内齿啮合，并与变桨系统的桨叶编码器连接，在模拟桨叶轴承的转动下带动桨叶编码器计数。
2.根据权利要求1所述的变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置，其特征在于：被测变桨系统的限位开关安装在所述模拟桨叶轴承上，同时在该模拟桨叶轴承上安装有可以随模拟桨叶轴承转动触发限位开关的模拟限位挡块。
3.根据权利要求1所述的变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置，其特征在于：所述的模拟桨叶轴承内齿的齿数与真实风力发电机组桨叶轴承内齿的齿数相同。
4.根据权利要求1所述的变桨带载测试平台的桨叶位置模拟装置，其特征在于：所述的模拟桨叶编码器计数齿的齿数与真实风力发电机组桨叶编码器计数齿的齿数相同。
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