CN113884270A - 双风轮发电机组风洞试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双风轮发电机组风洞试验装置，包括：固定台，前风轮，前发电机，电阻丝，后风轮，后转矩检测装置以及后发电机；前风轮通过前安装座设置于固定台的前端；前转矩检测装置，前转矩检测装置设置于固定台，并与前风轮的输出轴传动连接；前发电机设置于固定台，并与前转矩检测装置传动连接；电阻丝与前发电机电连接；后风轮通过后安装座设置于固定台的后端；后转矩检测装置设置于固定台，并与后风轮的输出轴传动连接；后发电机设置于固定台，并与后转矩检测装置传动连接，电阻丝与后发电机电连接。通过设置电阻丝，使前发电机和后发电机发出的电能直接接收，而不必设置变流器，节约了成本，且便于实施。

Description

双风轮发电机组风洞试验装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种双风轮发电机组风洞试验装置。

背景技术

随着风电装机容量的快速发展，目前主流风电机组采用单风轮水平轴形式，且朝着大型化发展，但随着风电机组大型化发展，其核心关键技术受到诸多限制，迫切需要发展新形式高效风能转换装置。

串列式双风轮结构形式以其高效率、关键核心设备成熟受到重视。尤其是两风轮具有独立传动解耦的串列式双风轮，其两风轮能在各自最高效区运行，机组效率较高，成为产业研究热点。但是新型串列式双风轮风电机组研发过程中，必不可少的环节就是缩比模型的风洞实验，现有双风轮风洞实验缩比模型结构简单，未实现传动上的解耦，难以真实反映双风轮机组特性。

进一步，相关技术中吗，一般采用变流器等装置实现电力的转换，其成本高，不利于广泛大量的使用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种双风轮发电机组风洞试验装置，包括：

固定台，

前风轮，所述前风轮通过前安装座设置于所述固定台的前端；

前转矩检测装置，所述前转矩检测装置设置于所述固定台，并与所述前风轮的输出轴传动连接；

前发电机，所述前发电机设置于所述固定台，并与所述前转矩检测装置传动连接；

电阻丝，所述电阻丝与所述前发电机电连接，以消耗所述前发电机发出的电能；

后风轮，所述后风轮通过后安装座设置于所述固定台的后端；

后转矩检测装置，所述后转矩检测装置设置于所述固定台，并与所述后风轮的输出轴传动连接；

后发电机，所述后发电机设置于所述固定台，并与所述后转矩检测装置传动连接，所述电阻丝与所述后发电机电连接，以消耗所述后发电机发出的电能。

本发明实施例的双风轮发电机组风洞试验装置至少具有以下技术效果：通过设置电阻丝，可以使前发电机和后发电机发出的电能直接接收，而不必设置变流器，节约了成本，且便于实施，有利于广泛推广使用。

可选的，所述固定台包括立柱和固定于所述立柱顶端的平台，所述前风轮、前安装座、前转矩检测装置、前发电机、电阻丝、后发电机、后转矩检测装置、后安装座以及后风轮均安装于所述平台上；

所述前风轮、前安装座、前转矩检测装置、前发电机、电阻丝、后发电机、后转矩检测装置、后安装座以及后风轮沿着从前至后的方向间隔分布。

可选的，所述前风轮的输出轴与所述前转矩检测装置之间通过第一联轴器传动连接；

所述前转矩检测装置与所述前发电机之间通过第二联轴器传动连接；

所述后风轮的输出轴与所述后转矩检测装置之间通过第三联轴器传动连接；

所述后转矩检测装置与所述后发电机之间通过第四联轴器传动连接。

可选的，所述前风轮的风叶的半径大于所述后风轮的风叶的半径。

可选的，所述前风轮与所述后风轮的间距为L，所述前风轮的直径为D，其中，0.2D≤L≤0.3D。

可选的，所述电阻丝上连接有第一电缆线和第二电缆线，所述前发电机与所述电阻丝通过第一电缆线电连接，所述后发电机与所述电阻丝通过第二电缆线电连接。

可选的，所述前安装座和所述后安装座均为轴承座。

可选的，所述前轴承座、前转矩检测装置、前发电机、后发电机、后转矩检测装置以及后轴承座均可拆卸地安装于所述平台。

可选的，所述前轴承座、前转矩检测装置、前发电机、后发电机、后转矩检测装置以及后轴承座在所述平台的位置均可调。

可选的，所述前转矩检测装置通过第一支撑座设置于所述平台，所述第一支撑座与所述平台可拆卸连接，所述前转矩检测装置与所述第一支撑座通过腰型孔连接，以使所述前转矩检测装置相对所述第一支撑座的位置可调；

所述前发电机通过第二支撑座设置于所述平台，所述第二支撑座与所述平台可拆卸连接，所述前发电机与所述第二支撑座通过腰型孔连接，以使所述前发电机相对所述第二支撑座的位置可调；

所述后发电机通过第三支撑座设置于所述平台，所述第三支撑座与所述平台可拆卸连接，所述后发电机与所述第三支撑座通过腰型孔连接，以使所述后发电机相对所述第三支撑座的位置可调；

所述后转矩检测装置通过第四支撑座设置于所述平台，所述第四支撑座与所述平台可拆卸连接，所述后转矩检测装置与所述第四支撑座通过腰型孔连接，以使所述后转矩检测装置相对所述第四支撑座的位置可调。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明一实施例的双风轮发电机组风洞试验装置的立体结构示意图；

图2是本发明一实施例的双风轮发电机组风洞试验装置的主视示意图；

图3是本发明一实施例的双风轮发电机组风洞试验装置的俯视示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参阅图1-图3，本实施方式提供一种双风轮发电机组风洞试验装置，包括：固定台10，前风轮20，前转矩检测装置22，前发电机23，电阻丝24，后风轮30，后转矩检测装置32以及后发电机33。

其中，前风轮20通过前安装座21设置于固定台10的前端；前转矩检测装置22设置于固定台10，并与前风轮20的输出轴传动连接；前发电机23设置于固定台10，并与前转矩检测装置22传动连接；电阻丝24与前发电机23电连接，以消耗前发电机23发出的电能；后风轮30通过后安装座31设置于固定台10的后端；后转矩检测装置32设置于固定台10，并与后风轮30的输出轴传动连接；后发电机33设置于固定台10，并与后转矩检测装置32传动连接，电阻丝24与后发电机33电连接，以消耗后发电机33发出的电能。

在应用过程中，将该的双风轮发电机组风洞试验装置放置在风洞中，气流能够带动前风轮20和后风轮30转动，前转矩检测装置22检测前风轮20所输出的转矩大小，并将转矩传递至前发电机23发电，前发电机23将电能输送至电阻丝24消耗掉。同理，后转矩检测装置32用于检测后风轮30所输出的转矩大小，并将转矩传递至后发电机33，后发电机33将电能输送至电阻丝24消耗掉。

上述方案中，通过设置电阻丝24，可以使前发电机23和后发电机33发出的电能直接接收，而不必设置变流器，节约了成本，且便于实施，有利于广泛推广使用。

在一些实施例中，固定台10包括立柱11和固定于立柱11顶端的平台12，前风轮20、前安装座21、前转矩检测装置22、前发电机23、电阻丝24、后发电机33、后转矩检测装置32、后安装座31以及后风轮30均安装于平台12上；前风轮20、前安装座21、前转矩检测装置22、前发电机23、电阻丝24、后发电机33、后转矩检测装置32、后安装座31以及后风轮30沿着从前至后的方向间隔分布。

在一些实施例中，前风轮20的输出轴与前转矩检测装置22之间通过第一联轴器40传动连接；前转矩检测装置22与前发电机23之间通过第二联轴器41传动连接；后风轮30的输出轴与后转矩检测装置32之间通过第三联轴器42传动连接；后转矩检测装置32与后发电机33之间通过第四联轴器43传动连接。

其中，第一联轴器40、第二联轴器41、第三联轴器42以及第四联轴器43可以采用相同类型的联轴器，其作用都是保证转矩的有效传递，减小传递损失。

在一些实施例中，前风轮20的风叶的半径大于后风轮30的风叶的半径。例如，前风轮20的风叶的半径为R，后风轮30的风叶的半径为r，则0.5R≤r≤0.8R。

在一些实施例中，前风轮20与后风轮30的间距为L，前风轮20的风叶的直径为D，其中，0.2D≤L≤0.3D。

在一些实施例中，电阻丝24上连接有第一电缆线241和第二电缆线242，前发电机23与电阻丝24通过第一电缆线241电连接，后发电机33与电阻丝24通过第二电缆线242电连接。第一电缆线241和第二电缆线242能够保证电能的高效传输。

在一些实施例中，前安装座21和后安装座31均为轴承座。前安装座21和后安装座31主要作用是保证前风轮20和后风轮30的稳定旋转，并尽可能地保证减小摩擦损失。

在一些实施例中，前轴承座21、前转矩检测装置22、前发电机23、后发电机33、后转矩检测装置32以及后轴承座31均可拆卸地安装于平台12。设置为可拆卸安装，能够方便试验过程中对个别部件更换调整。可拆卸安装的方式可以是螺栓连接、法兰连接等。

在一些实施例中，前轴承座21、前转矩检测装置22、前发电机23、后发电机33、后转矩检测装置32以及后轴承座31在平台12的位置均可调。通过设置位置可调，可以更加灵活地设置各个部件的位置，使得试验获得更多的参数。

在一些实施例中，前转矩检测装置22通过第一支撑座221设置于平台12，第一支撑座221与平台12可拆卸连接，前转矩检测装置22与第一支撑座221通过腰型孔连接，以使前转矩检测装置22相对第一支撑座221的位置可调。腰型孔因没有确定的中心位置，因此当螺栓等连接件穿过时，前转矩检测装置22的位置可以是活动的，确定好位置后将螺栓等连接件锁紧即可固定前转矩检测装置22的位置，从而达到前转矩检测装置22相对第一支撑座221的位置可调的目的。

前发电机23通过第二支撑座231设置于平台12，第二支撑座231与平台12可拆卸连接，前发电机23与第二支撑座231通过腰型孔连接，以使前发电机23相对第二支撑座231的位置可调，该位置可调的原理与上文相同，因此不予赘述。

后发电机33通过第三支撑座331设置于平台12，第三支撑座331与平台12可拆卸连接，后发电机33与第三支撑座331通过腰型孔连接，以使后发电机33相对第三支撑座331的位置可调，该位置可调的原理与上文相同，因此不予赘述。

后转矩检测装置32通过第四支撑座321设置于平台12，第四支撑座321与平台12可拆卸连接，后转矩检测装置32与第四支撑座321通过腰型孔连接，以使后转矩检测装置32相对第四支撑座321的位置可调，该位置可调的原理与上文相同，因此不予赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，包括：

固定台(10)，

前风轮(20)，所述前风轮(20)通过前安装座(21)设置于所述固定台(10)的前端；

前转矩检测装置(22)，所述前转矩检测装置(22)设置于所述固定台(10)，并与所述前风轮(20)的输出轴传动连接；

前发电机(23)，所述前发电机(23)设置于所述固定台(10)，并与所述前转矩检测装置(22)传动连接；

电阻丝(24)，所述电阻丝(24)与所述前发电机(23)电连接，以消耗所述前发电机(23)发出的电能；

后风轮(30)，所述后风轮(30)通过后安装座(31)设置于所述固定台(10)的后端；

后转矩检测装置(32)，所述后转矩检测装置(32)设置于所述固定台(10)，并与所述后风轮(30)的输出轴传动连接；

后发电机(33)，所述后发电机(33)设置于所述固定台(10)，并与所述后转矩检测装置(32)传动连接，所述电阻丝(24)与所述后发电机(33)电连接，以消耗所述后发电机(33)发出的电能。

2.根据权利要求1所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述固定台(10)包括立柱(11)和固定于所述立柱(11)顶端的平台(12)，所述前风轮(20)、前安装座(21)、前转矩检测装置(22)、前发电机(23)、电阻丝(24)、后发电机(33)、后转矩检测装置(32)、后安装座(31)以及后风轮(30)均安装于所述平台(12)上；

所述前风轮(20)、前安装座(21)、前转矩检测装置(22)、前发电机(23)、电阻丝(24)、后发电机(33)、后转矩检测装置(32)、后安装座(31)以及后风轮(30)沿着从前至后的方向间隔分布。

3.根据权利要求1所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述前风轮(20)的输出轴与所述前转矩检测装置(22)之间通过第一联轴器(40)传动连接；

所述前转矩检测装置(22)与所述前发电机(23)之间通过第二联轴器(41)传动连接；

所述后风轮(30)的输出轴与所述后转矩检测装置(32)之间通过第三联轴器(42)传动连接；

所述后转矩检测装置(32)与所述后发电机(33)之间通过第四联轴器(43)传动连接。

4.根据权利要求1所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述前风轮(20)的风叶的半径大于所述后风轮(30)的风叶的半径。

5.根据权利要求1所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述前风轮(20)与所述后风轮(30)的间距为L，所述前风轮(20)的直径为D，其中，0.2D≤L≤0.3D。

6.根据权利要求1所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述电阻丝(24)上连接有第一电缆线(241)和第二电缆线(242)，所述前发电机(23)与所述电阻丝(24)通过第一电缆线(241)电连接，所述后发电机(33)与所述电阻丝(24)通过第二电缆线(242)电连接。

7.根据权利要求1所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述前安装座(21)和所述后安装座(31)均为轴承座。

8.根据权利要求2所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述前轴承座(21)、前转矩检测装置(22)、前发电机(23)、后发电机(33)、后转矩检测装置(32)以及后轴承座(31)均可拆卸地安装于所述平台(12)。

9.根据权利要求8所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述前轴承座(21)、前转矩检测装置(22)、前发电机(23)、后发电机(33)、后转矩检测装置(32)以及后轴承座(31)在所述平台(12)的位置均可调。

10.根据权利要求9所述的双风轮发电机组风洞试验装置，其特征在于，所述前转矩检测装置(22)通过第一支撑座(221)设置于所述平台(12)，所述第一支撑座(221)与所述平台(12)可拆卸连接，所述前转矩检测装置(22)与所述第一支撑座(221)通过腰型孔连接，以使所述前转矩检测装置(22)相对所述第一支撑座(221)的位置可调；

所述前发电机(23)通过第二支撑座(231)设置于所述平台(12)，所述第二支撑座(231)与所述平台(12)可拆卸连接，所述前发电机(23)与所述第二支撑座(231)通过腰型孔连接，以使所述前发电机(23)相对所述第二支撑座(231)的位置可调；

所述后发电机(33)通过第三支撑座(331)设置于所述平台(12)，所述第三支撑座(331)与所述平台(12)可拆卸连接，所述后发电机(33)与所述第三支撑座(331)通过腰型孔连接，以使所述后发电机(33)相对所述第三支撑座(331)的位置可调；

所述后转矩检测装置(32)通过第四支撑座(321)设置于所述平台(12)，所述第四支撑座(321)与所述平台(12)可拆卸连接，所述后转矩检测装置(32)与所述第四支撑座(321)通过腰型孔连接，以使所述后转矩检测装置(32)相对所述第四支撑座(321)的位置可调。

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