CN110441687A - 双馈风力发电机转子铁耗的测量方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，包括：将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；为所述双馈风力发电机的转子供电；测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；测量所述转子的直流电阻；依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。本发明实施例提供的双馈风力发电机转子铁耗的测量方法中，首先将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将双馈风力发电机的转轴处于静止状态，在为转子供电后，测量转子自身的实际参数，然后结合转子的实际参数确定转子的铁耗，本发明实施例提供的方法，在确定转子铁耗的过程中，采集的均是转子的实际参数，因此测量更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机领域，特别是一种双馈风力发电机转子铁耗的测量方法、装置及系统。
背景技术
随着风力发电技术的发展，进行风力发电的风力发电机组得到了广泛应用。双馈风力发电机作为一种绕线式感应发电机，是风力发电机组的核心部件。双馈风力发电机主要由电机本体和冷却系统两大部分组成，其中电机本体由定子、转子和轴承系统组成。在双馈风力发电机工作过程中，双馈风力发电机的各个部件会存在不同程度的损耗，这些部件的损耗直接关系到双馈风力发电机的工作状态是否平稳，因此需要对各个部件的损耗进行测量，以确保双馈风力发电机处于稳定的工作状态。
双馈风力发电机转子的铁耗是影响发电机工作状态的重要参数之一，现有对双馈风力发电机铁耗的测量过程，通常是将双馈风力发电机的转子短接，将其当作普通的绕线式异步电动机进行工频空载特性试验，得到空载特性曲线，以此确定双馈风力发电机的整机铁耗，无法得到单独的转子铁耗。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，解决了现有双馈风力发电机转子铁耗无法测量的问题。
本发明实施例还提供了一种双馈风力发电机转子铁耗的测量装置，用以保证上述方法实际中的实现及应用。
进一步的，本发明实施例还提供了一种双馈风力发电机转子铁耗的测量系统。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，包括：
将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；
为所述双馈风力发电机的转子供电；
测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；
测量所述转子的直流电阻；
依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。
上述的方法，可选的，所述将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态，包括：
应用堵转工装堵住所述双馈风力发电机的转轴，使所述双馈风力发电机的转轴处于静止态。
上述的方法，可选的，所述为所述双馈风力发电机的转子供电，包括：
调用预先设定的电源机组，为所述双馈风力发电机的转子提供低频电源，以实现为所述双馈风力发电机的转子供电；
所述电源机组为所述转子供电的供电电压为所述转子的额定电压；
所述电源机组为所述转子供电的供电频率为所述转子的额定频率。
上述的方法，可选的，所述测量所述转子的输入功率及所述转子的电流，包括：
调用具有低频测量功能的功率测量系统测量所述转子的输入功率及所述转子的电流。
上述的方法，可选的，所述测量所述转子的直流电阻，包括：
在测量到所述转子的输入功率及所述转子的电流时，在所述转子的滑环处测量所述转子的直流电阻。
上述的方法，可选的，所述依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗，包括：
将所述转子的输入功率、电流及直流电阻，代入公式中，获得所述转子的铁耗；
其中：
PFe为所述转子的铁耗，P0为所述转子的输入功率，I0为所述转子的电流，R为所述转子的直流电阻。
一种双馈风力发电机转子铁耗的测量装置，包括：
设置单元，用于将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；
供电单元，用于为所述双馈风力发电机的转子供电；
第一测量单元，用于测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；
第二测量单元，用于测量所述转子的直流电阻；
确定单元，用于依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。
上述的装置，可选的，所述供电单元，包括：
第一调用子单元，用于调用预先设定的电源机组，为所述双馈风力发电机的转子提供低频电源，以实现为所述双馈风力发电机的转子供电；
所述电源机组为所述转子供电的供电电压为所述转子的额定电压；
所述电源机组为所述转子供电的供电频率为所述转子的额定频率。
上述的装置，可选的，所述第一测量单元，包括：
第二调用子单元，用于调用具有低频测量功能的功率测量系统测量所述转子的输入功率及所述转子的电流。
一种双馈风力发电机转子铁耗的测量系统，其特征在于，包括：
电源机组、功率测量系统及上述的双馈风力发电机铁耗的测量装置。
基于上述本发明实施例提供的一种双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，包括：将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；为所述双馈风力发电机的转子供电；测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；测量所述转子的直流电阻；依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。本发明实施例提供的双馈风力发电机转子铁耗的测量方法中，首先将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将双馈风力发电机的转轴处于静止状态，在为转子供电后，测量转子自身的实际参数，然后结合转子的实际参数确定转子的铁耗，本发明实施例提供的方法，在确定转子铁耗的过程中，采集的均是转子的实际参数，因此测量更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种双馈风力发电机转子铁耗的测量方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种双馈风力发电机转子铁耗的测量装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种双馈风力发电机转子铁耗的测量装置的又一结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种双馈风力发电机转子铁耗的测量系统的结构示意图。
具体实施方式
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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例提供的一种双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，所述方法的执行主体可以是独立的处理器设备，也可以是与双馈风力发电机具有控制关系的程序模块，图1示出了本发明实施例提供的双馈风力发电机转子铁耗的测量方法的方法流程图，包括：
S101：将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；
本发明实施例提供的方法中，在对所述双馈风力发电机转子的铁耗进行测量时，首先将所述双馈风力发电机的定子的绕线组与转子分离开，然后将所述双馈风力发电机的转轴堵住，使所述转轴处于静止状态。
S102：为所述双馈风力发电机的转子供电；
本发明实施例提供的方法中，在将双馈风力发电机的定子与转子分离，并堵住所述双馈风力发电机的转轴以后，为所述双馈风力发电机的转子提供独立电源，使所述转子在电源供电的作用下进行运转。例如可以采用普通的试验电源供电，也可以采用电源机组供电。
S103：测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；
本发明实施例提供的方法中，在所述双馈风力发电机的转子进行运转的过程中，测量所述转子的输入功率，及流经所述转子的电流。例如可以采用功率测量系统在所述转子进线处进行所述转子输入功率及电流的测量，也可以采用万用表等测量仪器测量。
S104：测量所述转子的直流电阻；
本发明实施例提供的方法中，在测量到所述转子的输入功率及所述转子的电流时，即刻测量所述转子的直流电阻。例如可以采用电阻表进行直流电阻的测量，也可以采用直流电阻测试仪进行测量。
S105：依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。
本发明实施例提供的方法中，在测量得到所述双馈风力发电机转子的输入功率、电流及直流电阻后，将所述转子的输入功率、电流及直流电阻代入预设的计算公式中，确定所述转子的铁耗。
本发明实施例提供的方法中，将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将双馈风力发电机的转轴处于静止状态，在为转子供电后，测量转子自身的实际参数，然后结合转子的实际参数确定转子的铁耗，本发明实施例提供的方法，在确定转子铁耗的过程中，采集的均是转子的实际参数，因此测量更加准确。
本发明实施例提供的双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，在测量时通过限制双馈风力发电机的转轴转动，消除双馈风力发电机运行损耗中风磨耗的影响。通过将所述双馈风力发电机的定子与转子分离，消除双馈风力发电机运行损耗中定子绕组损耗的影响。通过直接测量双馈风力发电机转子的各项实际参数，利用所述双馈风力发电机转子的各项实际参数和所述转子铁耗之间的关系，确定双馈风力发电机转子的铁耗。通过本发明实施例所提供的测量方法，不需要借助关系曲线进行计算，也无需借助其他损耗参数进行转子空载铁耗的推算，而直接通过测量双馈风力发电机转子的实际参数，利用所述实际参数与转子铁耗之间的关系确定所述转子的铁耗，提高了双馈风力发电机转子铁耗测量的准确性。
本发明实施例提供的双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，结合了风力发电机各个部件损耗之间的关联关系。从常规的意义讲，一台电机空转时，输入功率P0，电机损耗主要包括：电机铜耗Pcu0，电机铁耗PFe，风磨耗Pfw，在电机空转状态下，电机的电流较小，忽略杂散损耗，各损耗之间有如下关系：
P0-Pcu0＝Pfw+PFe
本发明实施例提供的方法中，基于各损耗之间的损耗关系，本发明采用一套电源机组，为双馈风力发电机的转子提供低频电源。用一套具有低频测量功能的功率测量系统测量转子进线处的功率。在对转子铁耗进行测量的过程中，将双馈风力发电机的定子与转子分离，将双馈风力发电机的转轴用堵转工装堵住。然后使用电源机组为双馈发电机转子供电，供电电压和频率为电机转子额定电压和转子额定频率，通过功率测量系统测量转子输入功率P0，电压U0，电流I0。试验结束后立即在转子滑环处测量转子直流电阻R。因为电机转轴静止，因此电机没有产生风磨耗，即Pfw＝0。则有：
本发明实施例提供的方法中，采用电源机组供电，排除了变频器本体及控制方式对电机的不利影响。同时，采用具有低频测量功能的测量系统，保证了低频测量的准确性。
本发明实施例提供的双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，调用预先设定的电源机组为所述双馈风力发电机的转子提供低频电源，且供电电压为所述转子的额定电压，供电频率为所述转子的额定频率，以便于所述转子的通电情况接近双馈风力发电机实际运行下的通电情况。而应用具有低频测量功能的功率测量系统测量所得的所述转子的输入功率及电流，则接近双馈风力发电机实际运行下，所述转子实际工作中所获得的输入功率及电流。依照本发明实施例所提供的测量方法，得到的双馈风力发电机转子的实际参数接近双馈风力发电机转子实际运行时的参数，据此进一步提高了双馈风力发电机转子铁耗测量的准确性。
本发明实施例提供的方法中，所述依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗，包括：
将所述转子的输入功率、电流及直流电阻，代入公式中，获得所述转子的铁耗；
其中：
PFe为所述转子的铁耗，P0为所述转子的输入功率，I0为所述转子的电流，R为所述转子的直流电阻。在本发明实施例中，可以直接将各参数代入上述公式，计算获得所述转子的铁耗，也可以先依据所述转子的电流与直流电阻，计算得到所述转子的铜耗，再依据所述转子铁耗与输入功率及铜耗间的关系，计算获得所述转子的铁耗。
与图1所述双馈风力发电机转子铁耗的测量方法相对应的，本发明实施例还提供了一种双馈风力发电机转子铁耗的测量装置，用于对图1中所示方法的具体实现，其结构示意图如图2所示，包括：
设置单元201，用于将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；
供电单元202，用于为所述双馈风力发电机的转子供电；
第一测量单元203，用于测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；
第二测量单元204，用于测量所述转子的直流电阻；
确定单元205，用于依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。
本发明实施例提供的装置中，将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将双馈风力发电机的转轴处于静止状态，在为转子供电后，测量转子自身的实际参数，然后结合转子的实际参数确定转子的铁耗，本发明实施例提供的装置，在确定转子铁耗的过程中，采集的均是转子的实际参数，因此测量更加准确。
参考图3，示出了本发明实施例提供的双馈风力发电机转子铁耗测量装置的又一结构示意图：
所述供电单元202，包括：
第一调用子单元206，用于调用预先设定的电源机组，为所述双馈风力发电机的转子提供低频电源，以实现为所述双馈风力发电机的转子供电；
所述电源机组为所述转子供电的供电电压为所述转子的额定电压；
所述电源机组为所述转子供电的供电频率为所述转子的额定频率。
所述第一测量单元203，包括：
第二调用子单元207，用于调用具有低频测量功能的功率测量系统测量所述转子的输入功率及所述转子的电流。
本发明实施例提供的双馈风力发电机转子损耗的测量装置，第一调用子单元可调用预先设定的电源机组，为所述双馈风力发电机的转子提供低频电源，有利于实现所述转子的通电情况接近双馈风力发电机实际运行下的通电情况。通过第二调用子单元，可获得接近双馈风力发电机实际运行情况下，所述转子实际工作时的输入功率及电流。通过本发明实施例所提供的装置，进一步提高了双馈风力发电机转子铁耗测量的准确性。
参考图4，示出了本发明实施例提供的一种双馈风力发电机转子铁耗的测量系统的结构示意图，包括：
电源机组301、功率测量系统302及上述各个实施例描述的双馈风力发电机铁耗的测量装置303。
所述电源机组301，为双馈风力发电机的转子提供低频电源。
所述功率测量系统具有低频测量功能302，用于测量转子进线处的功率。
所述双馈风力发电机铁耗的测量装置303，包括：
设置单元，用于将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；
供电单元，用于为所述双馈风力发电机的转子供电；
第一测量单元，用于测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；
第二测量单元，用于测量所述转子的直流电阻；
确定单元，用于依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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。
Claims (10)
1.一种双馈风力发电机转子铁耗的测量方法，其特征在于，包括：
将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；
为所述双馈风力发电机的转子供电；
测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；
测量所述转子的直流电阻；
依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态，包括：
应用堵转工装堵住所述双馈风力发电机的转轴，使所述双馈风力发电机的转轴处于静止态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为所述双馈风力发电机的转子供电，包括：
调用预先设定的电源机组，为所述双馈风力发电机的转子提供低频电源，以实现为所述双馈风力发电机的转子供电；
所述电源机组为所述转子供电的供电电压为所述转子的额定电压；
所述电源机组为所述转子供电的供电频率为所述转子的额定频率。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述测量所述转子的输入功率及所述转子的电流，包括：
调用具有低频测量功能的功率测量系统测量所述转子的输入功率及所述转子的电流。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量所述转子的直流电阻，包括：
在测量到所述转子的输入功率及所述转子的电流时，在所述转子的滑环处测量所述转子的直流电阻。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗，包括：
将所述转子的输入功率、电流及直流电阻，代入公式中，获得所述转子的铁耗；
其中：
PFe为所述转子的铁耗，P0为所述转子的输入功率，I0为所述转子的电流，R为所述转子的直流电阻。
7.一种双馈风力发电机转子铁耗的测量装置，其特征在于，包括：
设置单元，用于将双馈风力发电机的定子与转子分离，并将所述双馈风力发电机的转轴处于静止态；
供电单元，用于为所述双馈风力发电机的转子供电；
第一测量单元，用于测量所述转子的输入功率及所述转子的电流；
第二测量单元，用于测量所述转子的直流电阻；
确定单元，用于依据所述转子的输入功率、电流及直流电阻，确定所述转子的铁耗。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述供电单元，包括：
第一调用子单元，用于调用预先设定的电源机组，为所述双馈风力发电机的转子提供低频电源，以实现为所述双馈风力发电机的转子供电；
所述电源机组为所述转子供电的供电电压为所述转子的额定电压；
所述电源机组为所述转子供电的供电频率为所述转子的额定频率。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述第一测量单元，包括：
第二调用子单元，用于调用具有低频测量功能的功率测量系统测量所述转子的输入功率及所述转子的电流。
10.一种双馈风力发电机转子铁耗的测量系统，其特征在于，包括：
电源机组、功率测量系统及权利要求7～9任意一项所述的双馈风力发电机铁耗的测量装置。
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