CN105508145A - 风电机组用试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风电机组用试验装置，所公开的试验装置包括轮毂(100)、变桨轴承(200)、驱动装置和加载装置；变桨轴承(200)包括变桨轴承内圈(210)及变桨轴承外圈(220)；变桨轴承外圈(220)与轮毂(100)固定相连；驱动装置与变桨轴承内圈(210)相连，以驱动变桨轴承内圈(210)相对于变桨轴承外圈(220)转动；加载装置包括接触件及阻尼机构(400)，阻尼机构(400)和接触件中，一者固定于变桨轴承外圈(220)或轮毂(100)，另一者固定于变桨轴承内圈(210)；阻尼机构(400)包括阻尼件(410)，阻尼件(410)与接触件贴合，阻尼机构(400)能调节阻尼件(410)与接触件之间的摩擦力。上述试验装置能解决变桨系统进行荷载试验所存在的效率较低问题。

Description

风电机组用试验装置

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电机组用试验装置。

背景技术

为了缓解化石能源利用所产生的环境问题，风能，作为一种已开发的清洁能源，已经较为普遍地应用于多个领域。其中，利用风能发电是目前发展较为迅速的一个领域。风力发电机组(本文简称风电机组)是实现风能发电的重要设备。

作为风电机组的重要组成部分，变桨系统对提升风电机组的发电量及确保风电机组整机的安全运行具有决定性作用。有鉴于此，在产品出厂前，对变桨系统进行充分试验以确保其性能可靠就显得尤为必要。

通常情况，生产厂家仅仅对变桨系统进行空载试验，因此无法检测变桨系统处于荷载状态下的工作参数，当然也就无法获取此状态下变桨系统出现故障时的一些处理经验。因此，一旦变桨系统现场发生故障，维修工人只能将包括变桨系统在内的整套风电机组拆卸并吊至地面进行维修或更换。由于风电机组的重量及体积较大，因此吊运成本高昂，影响发电收益，进而会导致风电企业的经济损失较大。

为此，目前有部分生产厂家通过重力加载的方式对变桨系统实施荷载试验。但是，这种方式需要不断地更换重物来改变载荷大小，因此存在费时费力，试验效率较低的问题。很显然，这已经严重影响变桨系统的荷载试验。可见，如何解决变桨系统进行荷载试验所存在的效率较低问题，是目前本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种风电机组用试验装置，以解决目前变桨系统进行荷载试验所存在的效率较低问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：

风电机组用试验装置，包括轮毂、变桨轴承及驱动装置；所述变桨轴承包括变桨轴承内圈及变桨轴承外圈；所述变桨轴承外圈与所述轮毂固定相连；所述驱动装置与所述变桨轴承内圈相连，以驱动所述变桨轴承内圈相对于所述变桨轴承外圈转动；

所述试验装置还包括加载装置；所述加载装置包括接触件及阻尼机构，所述阻尼机构和所述接触件中，一者固定于所述变桨轴承外圈或所述轮毂，另一者固定于所述变桨轴承内圈；所述阻尼机构包括阻尼件，所述阻尼件与所述接触件贴合，所述阻尼机构能调节所述阻尼件与所述接触件之间的摩擦力。

优选的，上述试验装置中，所述阻尼机构包括固定部、调节部及所述阻尼件；其中：

所述固定部设置有沿着所述变桨轴承的径向延伸的夹持槽及与所述夹持槽垂直的安装槽；所述阻尼件设置于所述安装槽；所述接触件外伸至所述夹持槽内，且与所述阻尼件贴合；所述调节部与所述阻尼件相连，且能够相对于所述固定部移动以调节施加于所述阻尼件的压力。

优选的，上述试验装置中：

所述调节部为穿设于所述安装槽底部的螺纹压紧件；或者

所述调节部为设置于所述安装槽底部的液压伸缩件。

优选的，上述试验装置中，所述固定部包括相互固定的第一压块和第二压块，其中：

所述第一压块与所述第二压块的对接面形成所述夹持槽，所述第一压块和第二压块均设置有所述安装槽，所述阻尼件为两个，分别一一对应地设置于所述第一压块和所述第二压块的所述安装槽中，两个所述阻尼件分别与所述接触件同一部位的两侧表面贴合。

优选的，上述试验装置中，所述第一压块和第二压块与固定于所述变桨轴承外圈的安装板可拆卸相连；

且所述第一压块与第二压块所形成的整体与所述安装板之间设置有调整垫，以调整所述阻尼机构与所述变桨轴承外圈的距离。

优选的，上述试验装置中，所述调节部与所述阻尼件之间设置有处于张紧状态的弹性件。

优选的，上述试验装置中：

所述弹性件为碟簧组或螺旋弹簧；

所述弹性件的顶端与所述调节部之间设置有T形导向销，所述弹性件的底端与所述阻尼件之间设置有凹形垫；所述T形导向销包括横截面积较大的帽体和横截面积较小的销杆，所述帽体与所述弹性件的顶端定位配合，所述销杆穿设于所述弹性件的内腔，所述凹形垫设置有与所述销杆相对分布的凹槽。

优选的，上述试验装置中，所述阻尼件由弹性材料制成，且所述阻尼件与所述接触件相贴合的表面设置有离散分布的多个凸起或凹陷。

优选的，上述试验装置中，所述接触件为圆弧状的接触板。

本发明提供的风电机组用试验装置具有以下有益效果：

本发明提供的风电机组用试验装置中，驱动装置带动变桨轴承内圈相对于变桨轴承外圈转动，由于阻尼机构和接触件中，一者固定于变桨轴承外圈或轮毂，另一者固定于变桨轴承内圈，而且接触件与阻尼件贴合，因此可以通过调节阻尼机构来调节阻尼片与接触件的贴紧程度，进而能改变施加于接触件或阻尼机构的摩擦力矩。此种情况下，阻尼机构的调节结果相当于调节变桨系统的力矩，最终实现风电机组的变桨系统进行荷载试验。相比于背景技术通过不断地更换重物来改变载荷大小的方式而言，本发明提供的试验装置只需调节阻尼机构即可调节载荷大小，操作简单、快速，进而能解决目前变桨系统实施荷载试验所存在的效率较低问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的风电机组用试验装置的结构示意图；

图2是图1的A-A向局部剖视图；

图3是图1的B-B向剖视图；

图4是图3的C-C向剖视图；

图5是图2中Ⅰ部分的放大示意图；

图6是图5中Ⅱ部分的放大示意图；

图7是图6的Ⅲ部分的放大示意图。

附图标记说明：

100-轮毂、110-安装孔、200-变桨轴承、210-变桨轴承内圈、220-变桨轴承外圈、221-第一螺栓组件、300-驱动电机、310-动力输出端、400-阻尼机构、410-阻尼件、420-固定部、421-第一压块、4211-安装槽、422-第二压块、4221-安装槽、423-第三螺栓组件、430-调节部、431-螺母、432-螺杆、440-夹持槽、450-安装板、460-调整垫、470-碟簧组、480-T形导向销、490-凹形垫、491-凹槽、500-接触板、510-垫圈、520-第二螺栓组件。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图1和2，本发明实施例提供了一种风电机组用试验装置，用于对风电机组的变桨系统实施荷载试验。所提供的试验装置包括轮毂100、变桨轴承200、驱动装置及加载装置。

其中，轮毂100是整个试验装置的基础，也用于为试验装置的其它部件提供安装基础。作为风电机组的重要组成部分，轮毂100的周向设置有多个安装孔110，安装孔110用于安装变桨轴承200。

变桨轴承200安装于轮毂100的安装孔110，用于在风力发电时连接变桨叶片和轮毂100。变桨轴承200包括变桨轴承内圈210和变桨轴承外圈220。变桨轴承外圈220与轮毂100固定相连。通常，变桨轴承外圈220通过第一螺栓组件221与轮毂100固定相连。驱动装置固定于轮毂100，且与变桨轴承内圈210相连，以驱动变桨轴承内圈210相对变桨轴承外圈220转动。

一种具体的实施方式为：驱动装置为驱动电机300，驱动电机300的动力输出端310与变桨轴承内圈210啮合传动，进而实现变桨轴承内圈210相对于变桨轴承外圈220转动。能够实现对变桨轴承内圈210驱动的驱动装置有多种，本文不限制驱动装置的具体种类。

加载装置包括接触件和阻尼机构400。阻尼机构400固定于变桨轴承外圈220或轮毂100，接触件固定于变桨轴承内圈210。阻尼机构400包括阻尼件410，阻尼件410与接触件贴合，阻尼件410在阻尼机构400的作用下能改变其与接触件之间的摩擦力，即阻尼机构400能调节阻尼件410与接触件之间的摩擦力。如图1所示，接触件通常为圆弧状的接触板500。接触件采用板状结构能够使其与阻尼件410之间具有较大的摩擦面，进而方便调节接触件与阻尼件410之间的摩擦力。

另一种连接方式中，阻尼机构400固定于变桨轴承内圈210，接触件固定于变桨轴承外圈220。该种连接方式同样能保证阻尼件410与接触件之间贴合，并产生摩擦力。由于阻尼机构400零部件较多，而且重量较大，因此，为了便于安装及尽可能低地影响变桨轴承内圈210相对于变桨轴承外圈220转动，优选的，阻尼机构400固定于变桨轴承外圈220或轮毂100，接触件固定于变桨轴承内圈210。

在试验的过程中，驱动装置带动变桨轴承内圈210相对于变桨轴承外圈220转动，由于阻尼机构400和接触件中，一者固定于变桨轴承外圈220或轮毂100，另一者固定于变桨轴承内圈210，而且接触件与阻尼件410贴合，因此可以调节阻尼机构400来调节阻尼片410与接触件的贴紧程度，进而能改变施加于接触件或阻尼机构400的摩擦力矩。此种情况下，阻尼机构400的调节结果相当于调节变桨系统的力矩，最终实现风电机组的变桨系统进行荷载试验。相比于背景技术通过不断地更换重物来改变载荷大小的方式而言，本发明实施例提供的试验装置只需调节阻尼机构400即可调节载荷大小，操作简单、快速，进而能解决目前变桨系统进行荷载试验所存在的效率较低问题。

如上文所述，接触件可以是圆弧状的接触板500，如图1所示。请一并参考图3-5，接触板500可以通过垫圈510和第二螺栓组件520固定于变桨轴承内圈210。

请参考图3-7，本发明实施例中，阻尼机构400可以包括上文所述的阻尼件410、固定部420及调节部430。固定部420设置有沿着变桨轴承200的径向延伸的夹持槽440和安装槽。阻尼件410设置于安装槽中，接触板500外伸至夹持槽440内，且与阻尼件410贴合。其中，安装槽与夹持槽440可以相互垂直，以确保接触板500与阻尼件410的有效接触面积。调节部430与阻尼件410相连，且能够相对于固定部420移动以调节阻尼件410的压力，进而改变阻尼件410与接触板500之间的摩擦力。

调节部430可以为设置于安装槽底部的液压伸缩件，通过液压伸缩件的伸缩来调节阻尼件410施加于接触板500的压力，进而调节两者之间的摩擦力。调节部430还可以为其它种类的调节机构，例如螺纹压紧件。具体的，调节部430为穿设于安装槽底部的螺纹压紧件。一种具体的实施方式为：螺纹压紧件包括固定于固定部420的螺母431和与螺母431配合的螺杆432，螺杆432穿过安装槽的底部，且与螺母431配合，通过旋扭螺杆432实现螺杆432的进退。螺杆432的进退能调节施加于阻尼件410的力，进而调节阻尼件410施加于接触板500的压力。

夹持槽440可以直接开设于固定部420，也可以通过其他方式形成。固定部420可以包括相互固定的第一压块421和第二压块422。通常，第一压块421和第二压块422通过第三螺栓组件423固定相连。第一压块421与第二压块422的对接面形成夹持槽440。

第一压块421和第二压块422可以均设置有安装槽，具体的第一压块421设置有安装槽4211，第二压块422设置有安装槽4221，相对应的，阻尼件410的数量为两个，分别一一对应地设置于安装槽4211和安装槽4221中，两个阻尼件410分别与接触板500的两侧表面贴合，以提高阻尼件410与接触板500的接触效果。优选的，安装槽4211和安装槽4221相对布置，进而使得两个阻尼件410能够与接触板500同一部位的两侧表面贴合。这种贴合方式能够起到较好的阻尼作用，同时还能够避免两个阻尼件410错位对接触板500贴合所产生的不良扭矩。

具体的，第一压块421和第二压块422与固定于变桨轴承外圈220的安装板450可拆卸固定相连，具体的，第一压块421、第二压块422与安装板450通过第三螺栓组件423固定相连。优选的，固定块420与安装板450之间，即第一压块421与第二压块422所形成的整体与安装板450之间设置有调整垫460。调整垫460用于调整阻尼机构400与变桨轴承外圈220的距离，进而来调节接触板500在夹持槽440中的位置。

本发明实施例提供的试验装置中，调节部430与阻尼件410之间还可以设置有处于张紧状态的弹性件。弹性件的设置能够使得阻尼件410对接触板500的接触更加稳定。具体的，弹性件可以是碟簧组470(如图6或7所示)或者螺旋弹簧，也可以是橡胶弹性块，本发明实施例不限制弹性件的具体种类。

在弹性件是碟簧组470或螺旋弹簧的前提下，弹性件的顶端与调节部430可以设置有T形导向销480，弹性件的底端与阻尼件410之间设置有凹形垫490，T形导向销480包括横截面积较大的帽体和横截面积较小的销杆。帽体与弹性件的顶端定位配合。销杆穿设于弹性件的内腔，凹形垫490设置有与销杆相对分布的凹槽491。上述帽体和销杆的设置能够使得弹性件沿着销杆伸缩，进而提高弹性件伸缩的稳定性。同时，销杆与凹槽491相对分布也能够保证导向机构的稳定性。

优选的方案中，阻尼件410通常由弹性材料制成，阻尼件410通过弹性形变与接触板500接触进而实现两者之间产生摩擦力。为了更好地对摩擦力实施调节，阻尼件410与接触件相贴合的表面设置有离散分布的多个凸起或凹陷。此种情况下，阻尼件410受到压力之后设置凸起或凹陷的部位会发生形变，进而提高与接触件的接触面积，达到较高效增大摩擦力的作用。

由于风电机组的工作环境较为恶劣，因此本申请中，阻尼件410优选采用耐磨、耐腐蚀的材质制成。本领域技术人员可以根据风电机组工作所处的具体特殊地理环境进行阻尼件410材质的选择，对此本文不作限制。

本文中，各个优选方案仅仅重点描述的是与其它方案的不同，各个优选方案只要不冲突，都可以任意组合，组合后所形成的实施例也在本说明书所公开的范畴之内，考虑到文本简洁，本文就不再对组合所形成的实施例进行单独描述。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.风电机组用试验装置，包括轮毂(100)、变桨轴承(200)及驱动装置；所述变桨轴承(200)包括变桨轴承内圈(210)及变桨轴承外圈(220)；所述变桨轴承外圈(220)与所述轮毂(100)固定相连；所述驱动装置与所述变桨轴承内圈(210)相连，以驱动所述变桨轴承内圈(210)相对于所述变桨轴承外圈(220)转动；其特征在于：

所述试验装置还包括加载装置；所述加载装置包括接触件及阻尼机构(400)；所述阻尼机构(400)和所述接触件中，一者固定于所述变桨轴承外圈(220)或所述轮毂(100)，另一者固定于所述变桨轴承内圈(210)；所述阻尼机构(400)包括阻尼件(410)，所述阻尼件(410)与所述接触件贴合，所述阻尼机构(400)能调节所述阻尼件(410)与所述接触件之间的摩擦力。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述阻尼机构(400)包括固定部(420)、调节部(430)及所述阻尼件(410)；其中：

所述固定部(420)设置有沿着所述变桨轴承(200)的径向延伸的夹持槽(440)及与所述夹持槽(440)垂直的安装槽；所述阻尼件(410)设置于所述安装槽；所述接触件外伸至所述夹持槽(440)内，且与所述阻尼件(410)贴合；所述调节部(430)与所述阻尼件(410)相连，且能够相对于所述固定部(420)移动以调节施加于所述阻尼件(410)的压力。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：

所述调节部(430)为穿设于所述安装槽底部的螺纹压紧件；或者

所述调节部(430)为设置于所述安装槽底部的液压伸缩件。

4.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述固定部(420)包括相互固定的第一压块(421)和第二压块(422)，其中：

所述第一压块(421)与所述第二压块(422)的对接面形成所述夹持槽(440)，所述第一压块(421)和第二压块(422)均设置有所述安装槽(4211、4221)，所述阻尼件(410)为两个，分别一一对应地设置于所述第一压块(421)和所述第二压块(422)的所述安装槽中，两个所述阻尼件(410)分别与所述接触件同一部位的两侧表面贴合。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述第一压块(421)和第二压块(422)与固定于所述变桨轴承外圈(220)的安装板(450)可拆卸相连；

所述第一压块(421)与第二压块(422)所形成的整体与所述安装板(450)之间设置有调整垫(460)，以调整所述阻尼机构(400)与所述变桨轴承外圈(220)的距离。

6.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述调节部(430)与所述阻尼件(410)之间设置有处于张紧状态的弹性件。

7.根据权利要求6所述的试验装置，其特征在于：

所述弹性件为碟簧组(470)或螺旋弹簧；

所述弹性件的顶端与所述调节部(430)之间设置有T形导向销(480)，所述弹性件的底端与所述阻尼件(410)之间设置有凹形垫(490)；所述T形导向销(480)包括横截面积较大的帽体和横截面积较小的销杆，所述帽体与所述弹性件的顶端定位配合，所述销杆穿设于所述弹性件的内腔，所述凹形垫(490)设置有与所述销杆相对分布的凹槽(491)。

8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述阻尼件(410)由弹性材料制成，且所述阻尼件(410)与所述接触件相贴合的表面设置有离散分布的多个凸起或凹陷。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的试验装置，其特征在于，所述接触件为圆弧状的接触板(500)。