CN112269073A - 一种海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，包括加载控制部和测试部，所述的测试部包括变桨轴承，两个与变桨轴承配合传动的用于连接待测电机的驱动减速器，两个与变桨轴承配合传动的用于连接负载电机的加载减速器，与待测电机电连接的变桨电气系统；加载减速器与负载电机传动连接，且加载减速器与负载电机之间设置有用于检测传动扭矩的扭矩检测件；加载控制部与负载电机电连接并用于实时接收检测信号。本发明对双驱动电机配合减速器的变桨结构性能进行检测和评估，可实现双驱动电机的负荷和检测分析，找到变桨结构中可能存在的问题和风险，确保变桨结构在实际工作中的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台。
背景技术
随着海上风电的不断发展，叶片长度和机组功率不断增加，作用在叶片上的风载也随之不断增大，叶片的变桨驱动的载荷也随之不断增大。现有技术中采用的单个变桨驱动电机加减速器的组合已难以满足载荷需求，现在已经有两个驱动电机加减速器的双驱技术方案出现，但双驱动电机加减速器的双驱技术方案可靠性还未得到有效验证。
现有技术中还没有一种成熟可用的技术方案用于进行双驱技术方案的有效性验证，因此，必须提出一种合理的技术方案，对双驱技术方案的工作可靠性进行验证，以确定双驱技术方案在实际工作中的系统相关性能及可靠性。
发明内容
为了克服上述内容中提到的现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，旨在对双驱动电机加减速器配合的双驱动技术方案进行验证，通过模拟得到双驱技术方案在工作中的相关系统性能和可靠性，以确定双驱技术方案能够在工作中承受的负载。
为了实现上述目的，本发明具体采用的技术方案是：
一种海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，包括加载控制部和测试部，所述的测试部包括变桨轴承，两个与变桨轴承配合传动的用于连接待测电机的驱动减速器，两个与变桨轴承配合传动的用于连接负载电机的加载减速器，与待测电机电连接的变桨电气系统；所述的驱动减速器和加载减速器通过减速器安装支架进行安装固定，减速器安装支架数量至少为四；所述的加载减速器与负载电机传动连接，且加载减速器与负载电机之间设置有用于检测传动扭矩的扭矩检测件；所述的加载控制部与负载电机电连接并用于实时接收检测信号。
上述公开的实验测试平台，以变桨电气系统控制待测电机的运转，通过变桨轴承将待测电机的运转负荷转递至加载电机，并传递至负载电机，其间加载控制部进行扭矩的测量和其他参数的监测和统计分析，最终实现对双驱动电机加减速器的双驱动技术方案可靠性检测分析。
进一步的，对上述技术方案中公开的测试部进行优化，举出如下具体可行的方案：还包括测试支架，所述的变桨轴承固定设置在测试支架上。
再进一步，所述的测试支架包括水平架体和直立架体，水平架体和直立架体之间通过斜撑杆支撑固定；所述的变桨轴承设置于直立架体上。
进一步的，测试支架用于安装和设置测试相关的仪器设备，此处对变桨支架的结构进行优化改进，举出如下具体可行的方案：所述的减速器安装支架设置在测试支架上，减速器安装支架包括与测试支架接触固定的连接板，连接板上设置有套筒状的安装部，驱动减速器或加载减速器与安装部配合固定。为方便设置传动，所述的测试支架上至少设置有四个用于设置驱动减速器和加载减速器的减速器安装支架。由于是双驱动电机加减速器的配合方案，故设置两个待测电机模拟实际工作中的两个驱动电机，每个驱动电机需要配合一个驱动减速器；同时设置两个加载电机用于传递负荷，每个加载电机连接一个加载减速器。
再进一步，在进行负荷的传递和检测时，可采用如下所述的具体方案：所述的扭矩检测件包括联轴器，联轴器的两端分别连接加载电机和负载电机，所述的联轴器上设置有扭矩传感器。联轴器将加载电机的扭矩传递至负载电机，在此过程中扭矩传感器实现了扭矩的感应和检测。
进一步的，为了方便传递负荷，对加载电机和负载电机的连接方式进行优化，举出如下可行的具体方案：所述的加载电机和/或负载电机的转轴与联轴器之间通过传动轴连接。所述的加载电机或负载电机分别通过转轴同轴连接传动轴，实现负荷的传递。
再进一步，为了提高安全性，对加载电机和负载电机的连接处进行保护，举出如下具体可行的方案：所述的联轴器处设置有防护罩。
进一步的，负载电机通过接收来自加载电机传递的负荷进而转动，从而实现了负荷的检测，为了方便负载电机与加载电机的相对配合，对测试支架的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的测试支架上还设置有底板，底板上设置有若干连接头，连接头上设置有用于安装负载电机的底座，底板上还设置有对底座进行纵向调节的垂直对中调节装置。这样设置时，通过底座承托负载电机，而纵向调节装置对底座进行升降调节，可帮助负载电机与加载电机进行调整对中。
再进一步，对底座的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的底座上设置有电机安装架，电机安装架用于安装固定负载电机。电机安装架的结构并不唯一确定，此处就不再进行赘述。
进一步的，为了进一步提高负载电机与加载电机的对中性，对底座的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的底座上还设置有水平对中调节装置，水平对中调节装置与电机安装架连接并用于调节电机安装架在水平方向上的位置。
再进一步，所述的水平对中调节装置包括固定设置在电机安装架两侧的若干螺纹导向孔，螺纹导向孔内设置螺纹调节杆，螺纹调节杆在螺纹导向孔内转动实现长度的伸缩调节，并抵紧推动电机安装架实现水平方向的对中调节。
进一步的，为了加强底座的安装稳定性，对底板的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的底板上设置有直立的固定轴，固定轴的上端设置有调节压板，调节压板的一端压紧底座且另一端压紧连接头。这样设置的意义在于：通过调节压板将底座压紧，提高底座的稳定性。
在实际实用中，通过变桨电气系统连接控制两个待测电机的转动，待测电机通过驱动减速器带动变桨轴承的内圈转动，与变桨轴承内圈啮合的加载减速器和加载电机随之转动，加载电机转动后将扭矩通过联轴器传递至负载电机，负载电机与加载控制部实时通信连接，加载控制部对实时检测到的数据进行分析统计，可得知待测电机的负荷情况，从而分析整个双驱变桨结构的性能和安全可靠性。
在本发明中，所述的变桨电气系统和加载控制部均为成熟的技术方案，故不进行特别说明。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明公开的实验测试平台，对双驱动电机配合减速器的变桨结构性能进行检测和评估，可实现双驱动电机的负荷和检测分析，找到变桨结构中可能存在的问题和风险，确保变桨结构在实际工作中的稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为测试平台的整体结构示意图。
图2为测试平台的俯视结构示意图。
图3为测试平台的正视结构示意图。
图4为测试平台的侧视结构示意图。
图5为减速器安装支架的整体结构示意图。
上述附图中，各标记的含义是：1、测试支架；2、减速器安装支架；3、变桨轴承；4、驱动减速器；5、加载减速器；6、传动轴；7、联轴器；8、水平对中调节装置；9、垂直对中调节装置；10、连接头；11、底座；12、电机安装架；13、调节压板；14、防护罩。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
实施例
本实施例针对现有的单电机驱动变桨的结构无法满足实际环境和需求的现状，在双电机驱动变桨结构可靠性位置的情况下，提出了对应的实验测试平台，对双电机驱动变桨结构的工作可靠性进行检测，确保实际工作中双电机驱动变桨结构能够稳定可靠的工作。
具体的，如图1～图5所示，本实施例中公开的一种海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，包括加载控制部和测试部，所述的测试部包括变桨轴承3，两个与变桨轴承3配合传动的用于连接待测电机的驱动减速器4，两个与变桨轴承3配合传动的用于连接负载电机的加载减速器5，与待测电机电连接的变桨电气系统；所述的驱动减速器4和加载减速器5通过减速器安装支架2进行安装固定，减速器安装支架2数量至少为四；所述的加载减速器5与负载电机传动连接，且加载减速器5与负载电机之间设置有用于检测传动扭矩的扭矩检测件；所述的加载控制部与负载电机电连接并用于实时接收检测信号。
上述公开的实验测试平台，以变桨电气系统控制待测电机的运转，通过变桨轴承3将待测电机的运转负荷转递至加载电机，并传递至负载电机，其间加载控制部进行扭矩的测量和其他参数的监测和统计分析，最终实现对双驱动电机加减速器的双驱动技术方案可靠性检测分析。
本实施例对上述技术方案中公开的测试部进行优化，举出如下具体可行的方案：还包括测试支架1，所述的变桨轴承3固定设置在测试支架1上。
优选的，所述的测试支架1采用三角支架，整体由多根合金钢连接制成。
具体的，所述的测试支架1包括水平架体和直立架体，水平架体和直立架体均为方形的框架，水平架体于直立架体之间通过斜撑杆支撑固定，且直立支架内的四角处还设置斜撑杆进行支撑固定，所述的变桨轴承3设置于直立架体上。
测试支架1用于安装和设置测试相关的仪器设备，其具体结构并不唯一确定，本实施例对变桨支架的结构进行优化改进，举出如下具体可行的方案：所述的减速器安装支架2设置在测试支架1上，减速器安装支架2包括与测试支架1接触固定的连接板，连接板上设置有套筒状的安装部，驱动减速器4或加载减速器5与安装部配合固定，为方便传动，所述的测试支架1上设置有四个用于设置驱动减速器4和加载减速器5的减速器安装支架2。由于是双驱动电机加减速器的配合方案，故设置两个待测电机模拟实际工作中的两个驱动电机，每个驱动电机需要配合一个驱动减速器4；同时设置两个加载电机用于传递负荷，每个加载电机连接一个加载减速器5。
在进行负荷的传递和检测时，可采用本实施例如下所述的具体方案：所述的扭矩检测件包括联轴器7，联轴器7的两端分别连接加载电机和负载电机，所述的联轴器7上设置有扭矩传感器。联轴器7将加载电机的扭矩传递至负载电机，在此过程中扭矩传感器实现了扭矩的感应和检测。
为了方便传递负荷，本实施例对加载电机和负载电机的连接方式进行优化，举出如下可行的具体方案：所述的加载电机和负载电机的转轴与联轴器7之间通过传动轴6连接。所述的加载电机或负载电机分别通过转轴同轴连接传动轴6，实现负荷的传递。
为了提高安全性，对加载电机和负载电机的连接处进行保护，举出如下具体可行的方案：所述的联轴器7处设置有防护罩14。
优选的，所述的防护罩14为拱形，防护罩14位于联轴器7、传动轴6的上方并罩住联轴器7和传动轴6。
负载电机通过接收来自加载电机传递的负荷进而转动，从而实现了负荷的检测，为了方便负载电机与加载电机的相对配合，对测试支架1的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的测试支架1上还设置有底板，底板上设置有若干连接头10，连接头10上设置有用于安装负载电机的底座11，底板上还设置有对底座11进行纵向调节的垂直对中调节装置9。这样设置时，通过底座11承托负载电机，而纵向调节装置对底座11进行升降调节，可帮助负载电机与加载电机进行调整对中。
优选的，本实施例中采用千斤顶作为纵向调节装置，千斤顶位于底座11的下方，将底座11随同负载电机一同进行升降操作。
对底座11的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的底座11上设置有电机安装架12，电机安装架12用于安装固定负载电机。电机安装架12的结构并不唯一确定，此处就不再进行赘述。
为了进一步提高负载电机与加载电机的对中性，本实施例对底座11的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的底座11上还设置有水平对中调节装置8，水平对中调节装置8与电机安装架12连接并用于调节电机安装架12在水平方向上的位置。
优选的，所述的水平对中调节装置8包括固定设置在电机安装架12两侧的若干螺纹导向孔，螺纹导向孔内设置螺纹调节杆，螺纹调节杆在螺纹导向孔内转动实现长度的伸缩调节，并抵紧推动电机安装架12实现水平方向的对中调节。
为了加强底座11的安装稳定性，对底板的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的底板上设置有直立的固定轴，固定轴的上端设置有调节压板13，调节压板13的一端压紧底座11且另一端压紧连接头10。这样设置的意义在于：通过调节压板13将底座11压紧，提高底座11的稳定性。
优选的，所述的调节压板13设置在固定轴上之后，固定轴的上端设置有压紧螺母，压紧螺母接触并压紧调节压板13的上表面。
在实际实用中，通过变桨电气系统连接控制两个待测电机的转动，待测电机通过驱动减速器4带动变桨轴承3的内圈转动，与变桨轴承3内圈啮合的加载减速器5和加载电机随之转动，加载电机转动后将扭矩通过联轴器7传递至负载电机，负载电机与加载控制部实时通信连接，加载控制部对实时检测到的数据进行分析统计，可得知待测电机的负荷情况，从而分析整个双驱变桨结构的性能和安全可靠性。
在本实施例中，所述的变桨电气系统和加载控制部均为成熟的技术方案，故不进行特别说明。
以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (10)
1.一种海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：包括加载控制部和测试部，所述的测试部包括变桨轴承(3)，两个与变桨轴承(3)配合传动的用于连接待测电机的驱动减速器(4)，两个与变桨轴承(3)配合传动的用于连接负载电机的加载减速器(5)，与待测电机电连接的变桨电气系统；所述的驱动减速器(4)和加载减速器(5)通过减速器安装支架(2)进行安装固定，减速器安装支架(2)数量至少为四；所述的加载减速器(5)与负载电机传动连接，且加载减速器(5)与负载电机之间设置有用于检测传动扭矩的扭矩检测件；所述的加载控制部与负载电机电连接并用于实时接收检测信号。
2.根据权利要求1所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的测试部还包括测试支架(1)，所述的变桨轴承(3)固定设置在测试支架(1)上。
3.根据权利要求2所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的减速器安装支架(2)设置在测试支架(1)上，减速器安装支架(2)包括与测试支架(1)接触固定的连接板，连接板上设置有套筒状的安装部，驱动减速器(4)或加载减速器(5)与安装部配合固定。
4.根据权利要求2所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的扭矩检测件包括联轴器(7)，联轴器(7)的两端分别连接加载电机和负载电机，所述的联轴器(7)上设置有扭矩传感器。
5.根据权利要求4所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的加载电机和/或负载电机的转轴与联轴器(7)之间通过传动轴(6)连接。
6.根据权利要求4或5所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的联轴器(7)处设置有防护罩(14)。
7.根据权利要求2所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的测试支架(1)上还设置有底板，底板上设置有若干连接头(10)，连接头(10)上设置有用于安装负载电机的底座(11)，底板上还设置有对底座(11)进行纵向调节的垂直对中调节装置(9)。
8.根据权利要求7所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的底座(11)上设置有电机安装架(12)，电机安装架(12)用于安装固定负载电机。
9.根据权利要求8所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的底座(11)上还设置有水平对中调节装置(8)，水平对中调节装置(8)与电机安装架(12)连接并用于调节电机安装架(12)在水平方向上的位置。
10.根据权利要求7所述的海上风电机组双驱变桨系统试验测试平台，其特征在于：所述的底板上设置有直立的固定轴，固定轴的上端设置有调节压板(13)，调节压板(13)的一端压紧底座(11)且另一端压紧连接头(10)。
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