CN114184345A - 风载试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种风载试验装置，属于太阳能光伏制造技术领域。包括：动载频率发生器、动载振幅发生器、静载调节器和负载合成器；动载频率发生器按照预设转速旋转，动载振幅发生器与动载频率发生器连接，动载振幅发生器连接于动载传递钢索，动载振幅发生器在动载频率发生器的带动下对动载传递钢索做往复拉紧、放松运动，进而产生动态负载；静载调节器与静载传递钢索固定连接，静载调节器产生静态负载；动载传递钢索和静载传递钢索均连接于负载合成器，负载合成器将动态负载和静态负载合成至振动传递钢索上，振动传递钢索与光伏支架连接。本申请的实施例具有保证实验装置按照预设要求运动，提高试验准确度和可靠性的有益效果。

Description

风载试验装置

技术领域

本申请属于太阳能光伏制造技术领域，具体涉及一种风载试验装置。

背景技术

光伏支架在户外运行时，风力造成的持续载荷和交变载荷会在光伏组件上叠加，使光伏支架产生低频振动，导致机械构件产生疲劳失效、联接紧固件产生松动，影响光伏架的长期运转可靠性。

现有技术中，在设计阶段利用实验台模拟持续载荷和交变载荷以对光伏支架进行针对性的加强处理，具体的，通过变频调速电机实现频率调节、通过偏心轴插入不同孔距的孔实现振幅调节，通过调节弹簧长度实现风载的静载荷分量调节。

然而，变频调速电机的调速精度有限，其频率设置不准确；固定孔距的偏心轴可以调节的级数有限、部分振幅无法模拟，不利于扫频寻找共振点；弹簧伸长量调节范围有限，且弹簧作为测试试验台的一部分，在频繁抖动过程中其疲劳寿命与被测对象同样会受到影响，存在先于被测对象发生破坏的风险，导致试验结果的准确度低于预期，参考价值较小。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种风载试验装置，能够解决现有技术中风载试验装置由于精度有限而导致试验结果准确度低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种风载试验装置，用于模拟作用于光伏组件上的风载，所述风载包括动态负载和静态负载，包括：动载频率发生器、动载振幅发生器、静载调节器和负载合成器；所述动载频率发生器用于按照预设转速旋转，所述动载振幅发生器与所述动载频率发生器的输出轴连接，所述动载振幅发生器连接于动载传递钢索，所述动载振幅发生器在所述动载频率发生器的带动下对所述动载传递钢索做往复拉紧、放松运动，所述动载振幅发生器和所述动载频率发生器用于产生所述动态负载；所述静载调节器与静载传递钢索固定连接，所述静载调节器用于产生所述静态负载；所述动载传递钢索和所述静载传递钢索均连接于所述负载合成器，所述负载合成器用于将所述动态负载和所述静态负载合成至振动传递钢索上，所述振动传递钢索与光伏支架连接。

在本申请实施中，风载是指风作用在物体表面产生的外部压力，光伏支架在户外工作时，风载作用于光伏组件表面，风载的持续载荷和交变载荷两个分量叠加在光伏组件上，使光伏支架产生振动。动载频率发生器的设置用于产生转动，动载振幅发生器通过动载频率发生器的输出轴与动载频率发生器连接，动载振幅发生器的设置用于在动载频率发生器的带动下转动，动载传递钢索与动载振幅发生器连接，动载传递钢索的设置用于在动载振幅发生器带动下做往复拉紧和放松运动。静载调节器与静载传递钢索连接，静载调节器的设置用于产生静态负载，静载传递钢索的设置用于传递静态负载。负载合成器的设置用于合成来自动载传递钢索的动态负载和来自静载传递钢索的静态负载，并将合成后的负载传递至振动传递钢索上，振动传递钢索与光伏支架连接，实现将合成后的负载作用在光伏支架上。本申请的实施例通过精确调节动态负载和静态负载以使负载情况接近实际情况，具有提高试验结果准确度，使得试验结果具备较高参考价值的有益效果。

附图说明

图1是本申请实施例中风载试验装置与光伏支架的连接示意图；

图2是本申请实施例中风载试验装置的正视图；

图3是本申请实施例中风载试验装置的侧视图；

图4是本申请实施例中风载试验装置部分结构的示意图；

图5是本申请实施例中风载试验装置部分结构之间的连接示意图；

图6是本申请实施例中风载试验装置的结构示意图；

图7是本申请实施例中风载试验装置中的振动传感器与光伏组件的连接示意图；

图8是本申请实施例中风载试验装置中部分结构的闭环反馈示意图。

附图标记说明：

10、动载频率发生器；20、动载振幅发生器；21、配重盘；22、活动块；23、固定件；211、滑槽；30、静载调节器；31、调节杆；32、调节块；40、负载合成器；50、动载传递钢索；60、静载传递钢索；70、振动传递钢索；80、光伏支架；90、试验装置支架；91、牵引导向组件。100、振动传感器；110、频率调节控制器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的风载试验装置进行详细地说明。

参见图1至图8，本申请的实施例提供了一种风载试验装置，用于模拟作用于光伏组件上的风载，所述风载包括动态负载和静态负载，动载频率发生器10、动载振幅发生器20、静载调节器30和负载合成器40；

所述动载频率发生器10用于按照预设转速旋转，所述动载振幅发生器20与所述动载频率发生器10的输出轴连接，所述动载振幅发生器20连接于动载传递钢索50，所述动载振幅发生器20在所述动载频率发生器10的带动下对所述动载传递钢索50做往复拉紧、放松运动，所述动载振幅发生器20和所述动载频率发生器10用于产生所述动态负载；

所述静载调节器30与静载传递钢索60固定连接，所述静载调节器30用于产生所述静态负载；

所述动载传递钢索50和所述静载传递钢索60均连接于所述负载合成器40，所述负载合成器40用于将所述动态负载和所述静态负载合成至振动传递钢索70上，所述振动传递钢索70与光伏支架80连接。

在本申请实施中，风载是指风作用在物体表面产生的外部压力，光伏支架80在户外工作时，风载作用于光伏组件表面，风载的持续载荷和交变载荷两个分量叠加在光伏组件上，使光伏支架80产生振动。动载频率发生器10的设置用于产生转动，动载振幅发生器20通过动载频率发生器10的输出轴与动载频率发生器10连接，动载振幅发生器20的设置用于在动载频率发生器10的带动下转动，动载传递钢索50与动载振幅发生器20连接，动载传递钢索50的设置用于在动载振幅发生器20带动下做往复拉紧和放松运动。静载调节器30与静载传递钢索60连接，静载调节器30的设置用于产生静态负载，静载传递钢索60的设置用于传递静态负载。负载合成器40的设置用于合成来自动载传递钢索50的动态负载和来自静载传递钢索60的静态负载，并将合成后的负载传递至振动传递钢索70上，振动传递钢索70与光伏支架80连接，实现将合成后的负载作用在光伏支架80上。本申请的实施例通过精确调节动态负载和静态负载以使负载情况接近实际情况，具有提高试验结果准确度，使得试验结果具备较高参考价值的有益效果。

可选地，在本申请实施例中，所述动载振幅发生器20包括：配重盘21、活动块22和固定件23；

所述配重盘21与所述输出轴固定连接，所述配重盘21在所述输出轴的带动下转动，所述配重盘21上设置有滑槽211，所述活动块22活动连接于所述滑槽211内，所述滑槽211用于为所述活动块22提供运动轨迹；

所述固定件23与所述活动块22固定连接，所述固定件23用于连接所述活动块22与所述动载传递钢索50。

在本申请实施中，配重盘21的设置用于在输出轴的带动下转动，配重盘21上还设置有滑槽211，活动块22设置于滑槽211内，活动块22的设置用于在滑槽211内活动，滑槽211的设置用于为活动块22在配重盘21上提供一定的活动轨迹，固定件23的设置用于连接动载传递钢索50和活动块22，当活动块22在滑槽211内活动时，能够带动动载传递钢索50运动。

可选地，在本申请实施例中，所述滑槽211的截面为T型，所述滑槽211设置于所述配重盘21背离所述动载频率发生器10的表面，所述滑槽211经过所述配重盘21背离所述动载频率发生器10的表面的中心。

在本申请实施中，滑槽211截面为T型的设置用于防止活动块22脱离滑槽211，滑槽211设置在配重盘21背离动载频率发生器10的表面，滑槽211贯穿配重盘21背离所述动载频率发生器10的表面的中心，当活动块22在滑槽211上活动时，活动块22距离表面中心有一定的距离。

可选地，在本申请实施例中，所述滑槽211上设置有刻度，所述活动块22沿所述滑槽211的设置方向滑动。

在本申请实施中，刻度的设置用于为活动块22的调整提供精确的位置，通过调节固定在配重盘21上的活动块22的位置，来确定固定件23距离配重盘21旋转中心的距a，从而决定动载传递钢索50往复运动的振幅b。

需要说明的是，动载传递钢索50往复运动的振幅b与固定件23距离配重盘21旋转中心的距离a正相关，具体的，b＝2a。

可选地，在本申请实施例中，所述静载调节器30包括：调节杆31和调节块32；

所述调节杆31和所述静载传递钢索60连接，多个所述调节块32套设于所述调节杆31上，多个所述调节块32用于调节所述静态负载。

在本申请实施中，调节杆31的设置用于与静载传递钢索60连接，调节块32的设置用于提供静拉力，通过增减套设于调节杆31上的配重块的数量，可以调节作用于静载传递钢索60上的静拉力，进而调节作用在光伏支架80上的静拉力，静拉力用来模拟光伏支架80所受到的风压的恒定载荷分量。

可选地，在本申请实施例中，还包括频率调节控制器110，所述频率调节控制器110与所述动载频率发生器10连接，所述频率调节控制器110用于发出转速指令并驱动所述动载频率发生器10转动。

在本申请实施中，频率调节控制器110的设置用于控制动载频率发生器10，频率调节控制器110与动载频率发生器10通过控制线连接，频率调节控制器110能够控制动载频率发生器10的转速。动载频率发生器10的旋转带动配重盘21的旋转，与配重通过T型槽连接的活动块22与固定件23连接，固定件23与动载传递钢索50连接，在动载频率发生器10的转动下带动动载传递钢索50做往复拉紧、放松动作，其中，通过调节固定在配重盘21上的活动块22位置，来确定固定件23距离配重盘21旋转中心的距离，从而决定动载传递钢索50往复运动的振幅。

需要说明的是，在本申请实施例中，频率和振幅分别通过动载频率发生器10和动载振幅发生器20进行精准调节，有利于扫频寻找共振点。

可选地，在本申请实施例中，还包括振动传感器100，所述振动传感器100设置于所述光伏支架80上，所述振动传感器100用于测量所述光伏支架80的所述动态负载。

在本申请实施中，振动传感器100设置于光伏支架80上，振动传感器100设置用于测量光伏组件的动态负载，通过振动传感器100测量光伏支架80的频率和振幅。

具体的，振动传感器100设置于光伏支架80与振动传递钢索70连接点的附近。

可选地，在本申请实施例中，所述频率调节控制器110和所述振动传感器100连接，所述振动传感器100将测量得到的所述光伏支架80的动态负载传递给所述频率调节控制器110，以使所述动载振幅发生器20和所述动载频率发生器10产生的所述动态负载与所述光伏支架80的所述动态负载相符。

在本申请实施中，频率调节控制器110的设置用于调节动载频率发生器10，频率调节控制器110与振动传感器100相连，振动传感器100将测量到的光伏支架80的振动频率和振幅反馈给频率调节控制器110，频率调节控制器110根据收到的光伏支架80的振动频率对动载频率发生器10进行调节，以确保光伏支架80的振动频率与动载频率发生器10的频率设定值相符；动载振幅发生器20通过滑槽211上的刻度调节活动块22的位置以实现振幅调节，确保光伏支架80的振幅与动载振幅发生器20设置的振幅相符。如图8所示，振动传感器100、频率调节控制器110和动载频率发生器10形成闭环反馈。

需要说明的是，动载振幅发生器20上的活动块22移动调节振幅可以通过试验人员手动调节，也可以自动调节，本实施例不作任何限定。

可选地，在本申请实施例中，还包括试验装置支架90，所述试验装置支架90设置于所述光伏支架80下方的地面上，所述试验装置支架90用于安装所述动载振幅发生器20、所述动载频率发生器10、所述静载调节器30和所述负载合成器40，所述动载频率发生器10设置于所述试验装置支架90的底板上。

在本申请实施中，试验装置支架90的设置用于为动载振幅发生器20、动载频率发生器10、静载调节器30和负载合成器40提供支撑，其中，动载频率发生器10设置于试验装置支架90的底板上。

需要说明的是，试验装置支架90设置于光伏支架80下方的地面上。

可选地，在本申请实施例中，所述试验装置支架90上设置有牵引导向组件91，所述牵引导向组件91用于导向所述振动传递钢索70向所述光伏支架80所在的方向延伸。

在本申请实施中，牵引导向组件91的设置用于改变振动传递钢索70的方向，使振动传递钢索70沿光伏支架80所在的方向延伸，为振动传递钢索70连接至光伏支架80起到导向的作用。

需要说明的是，牵引导向组件91为换向滑轮。

还需要说明的是，在本申请实施例中，风载试验装置中的动载频率发生器10的设置用于产生转动，动载振幅发生器20通过动载频率发生器10的输出轴与动载频率发生器10连接，动载振幅发生器20的设置用于在动载频率发生器10的带动下转动，动载传递钢索50与动载振幅发生器20连接，动载传递钢索50的设置用于在动载振幅发生器20带动下做往复拉紧和放松运动，通过调节动载频率发生器10的频率设置，以及动载振幅发生器20中活动块22在滑槽211中的位置，实现模拟光伏组件在工作状态中受到的交变载荷；静载调节器30与静载传递钢索60连接，静载调节器30的设置用于产生静态负载，静载传递钢索60的设置用于传递静态负载，通过增减静载调节器30中的调节块32数量，实现模拟光伏组件在工作状态中受到的持续载荷。其中，负载合成器40将来自动载传递钢索50的动态负载和来自静载传递钢索60的静态负载合成，并将合成后的负载传递至振动传递钢索70上，振动传递钢索70与光伏支架80连接，实现将合成后的负载作用在光伏支架80上。此外，设置在光伏支架80上的振动调节器用于测量光伏支架80的振动频率和振幅，并将检测到的数值反馈至频率调节控制器110，通过频率调节控制器110实现对动载频率发生器10的频率调节；通过调节活动块22在T型槽上的位置实现对振幅的调节，振动传感器100、频率调节控制器110和动载频率发生器10形成闭环反馈，确保光伏组件的这振动频率和振幅与设定值相符。本申请的实施例通过精确调节动态负载和静态负载以使负载情况接近实际情况，具有提高试验结果准确度，使得试验结果具备较高参考价值的有益效果。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种风载试验装置，用于模拟作用于光伏组件上的风载，所述风载包括动态负载和静态负载，其特征在于，包括：动载频率发生器、动载振幅发生器、静载调节器和负载合成器；

所述动载频率发生器用于按照预设转速旋转，所述动载振幅发生器与所述动载频率发生器的输出轴连接，所述动载振幅发生器连接于动载传递钢索，所述动载振幅发生器在所述动载频率发生器的带动下对所述动载传递钢索做往复拉紧、放松运动，所述动载振幅发生器和所述动载频率发生器用于产生所述动态负载；

所述静载调节器与静载传递钢索固定连接，所述静载调节器用于产生所述静态负载；

所述动载传递钢索和所述静载传递钢索均连接于所述负载合成器，所述负载合成器用于将所述动态负载和所述静态负载合成至振动传递钢索上，所述振动传递钢索与光伏支架连接。

2.根据权利要求1所述的风载试验装置，其特征在于，所述动载振幅发生器包括：配重盘、活动块和固定件；

所述配重盘与所述输出轴固定连接，所述配重盘在所述输出轴的带动下转动，所述配重盘上设置有滑槽，所述活动块活动连接于所述滑槽内，所述滑槽用于为所述活动块提供运动轨迹；

所述固定件与所述活动块固定连接，所述固定件用于连接所述活动块与所述动载传递钢索。

3.根据权利要求2所述的风载试验装置，其特征在于，所述滑槽的截面为T型，所述滑槽设置于所述配重盘背离所述动载频率发生器的表面，所述滑槽经过所述配重盘背离所述动载频率发生器的表面的中心。

4.根据权利要求3所述的风载试验装置，其特征在于，所述滑槽上设置有刻度，所述活动块沿所述滑槽的设置方向滑动。

5.根据权利要求4所述的风载试验装置，其特征在于，所述静载调节器包括：调节杆和调节块；

所述调节杆和所述静载传递钢索连接，多个所述调节块套设于所述调节杆上，多个所述调节块用于调节所述静态负载。

6.根据权利要求5所述的风载试验装置，其特征在于，还包括频率调节控制器，所述频率调节控制器与所述动载频率发生器连接，所述频率调节控制器用于发出转速指令并驱动所述动载频率发生器转动。

7.根据权利要求6所述的风载试验装置，其特征在于，还包括振动传感器，所述振动传感器设置于所述光伏支架上，所述振动传感器用于测量所述光伏支架的所述动态负载。

8.根据权利要求7所述的风载试验装置，其特征在于，所述频率调节控制器和所述振动传感器连接，所述振动传感器将测量得到的所述光伏支架的动态负载传递给所述频率调节控制器，以使所述动载振幅发生器和所述动载频率发生器产生的所述动态负载与所述光伏支架的所述动态负载相符。

9.根据权利要求1所述的风载试验装置，其特征在于，还包括试验装置支架，所述试验装置支架设置于所述光伏支架下方的地面上，所述试验装置支架用于安装所述动载振幅发生器、所述动载频率发生器、所述静载调节器和所述负载合成器，所述动载频率发生器设置于所述试验装置支架的底板上。

10.根据权利要求9所述的风载试验装置，其特征在于，所述试验装置支架上设置有牵引导向组件，所述牵引导向组件用于导向所述振动传递钢索向所述光伏支架所在的方向延伸。

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