CN201955236U - 大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，包括加载轴承，所述加载轴承外圈与加载套筒相连接，所述加载轴承内圈与一过渡段相连，所述过渡段与被测风电机组连接，所述加载套筒内部穿入一根万向连轴器，所述万向连轴器一端与驱动端连接，另一端与所述过渡段相连，所述加载套筒上设置有液压缸支座。本实用新型模拟风电机组输入轴所受实际风载荷状况，并可实现不同功率机组载荷试验的通用性，在机组所受载荷的模拟方面更加准确。

Description

大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置。

背景技术

随着风电技术的不断发展，风电机组主流机型的功率越来越大，特别是近海风能资源的开发在很大程度上加快了大功率机组的研发及装机进度。目前世界上各大主流风电企业为竞争未来的海上风电市场，纷纷推出特大型风电机组，预计到2020年，单机容量将达到15MW。但由于研发及装配阶段的试验条件限制，大型风机的可靠性难以保证。

为提高风电机组安装后的运行可靠性、降低故障率，进行设备开发及出厂前的性能试验显得尤为重要，通过有效的试验测试可以在风机投入市场之前发现设计、生产、装配中的不足，将风险降到最低。

目前，国内风机测试试验台由于技术上的局限性，多为3.0MW及以下机组出厂测试用试验台，只是一个简单的拖动测试，特别是测试中风机所受载荷与风机实际运行状况差别较大，并不能反映出风机实际运行性能。

具体的说，风机实际所受载荷如图1所示，风机受到x方向上的力Fx和扭矩Mx、y方向上的力Fy和扭矩My以及z方向上的力Fz和扭矩Mz，一共6个载荷。而现有风力发电机组整机测试试验台的形式为：用风电机组上的发电机和齿轮箱作为试验台的驱动端，驱动端通过万向联轴器联接待测机组的输入端。测试时，驱动端发电机做电动机使用，但测试只能模拟来自驱动端的扭矩载荷，与风机实际所受载荷有较大偏差。所以试验测试效果与实际相比有较大差距，不能反映测试机组的实际运行状况。

由于国内外尚无用于大功率机组的载荷加载整机试验台，在很大程度上成为大功率机组研发进度的瓶颈。

为此，本实用新型的设计人特设计出一种用于大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置可以有效的解决风电机组的试验测试能力，以加快大功率风电机组的研发及安装进度。

本实用新型的目的在于提供一种大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，以克服目前风电机组出厂试验与实际风机运行状况的差别，特别是在机组所受载荷的模拟方面更加准确，真实的反映机组的运行状况，以期在风机装机前得到机组运行的真实性能参数。在风电机组设计、装配等阶段对产品质量进行严格的试验，优化产品性能、降低产品出厂后的运行风险。在实验时通过载荷加载，模拟风电机组输入轴所受实际风载荷状况，并可实现不同功率机组载荷试验的通用性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，以克服目前风电机组出厂试验与实际风机运行状况的差别。

本实用新型的一种大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，包括加载轴承，所述加载轴承外圈与加载套筒相连接，所述加载轴承内圈与一过渡段相连，所述过渡段与被测风电机组连接，所述加载套筒内部穿入一根万向连轴器，所述万向连轴器一端与驱动端连接，另一端与所述过渡段相连，所述加载套筒上设置有液压缸支座。

其中，多个加载液压缸一端通过所述液压缸支座连接在所述加载套筒上，另一端联接到加载器底座上。

其中，所述多个加载液压缸采用铰接方式连接固定。

其中，所述多个加载液压缸为14个。

其中，所述加载套筒在x、y和z方向上均设置有液压缸支座。

其中，所述加载轴承外圈通过一圈高强螺栓与所述加载套筒连接。

其中，所述加载轴承内圈与所述过渡段通过过盈方式相连。

其中，所述过渡段处设过渡法兰。

其中，所述过渡段与所述被测风电机组低速轴连接。

其中，所述万向连轴器一端与所述驱动端的齿轮箱输出轴连接。

本实用新型达到的有益技术效果在于：

1)液压缸提供的外加载荷作用在加载套筒上，通过加载轴承外圈→滚动体→轴承内圈→过渡段的传递路线，传递到被测风机主轴；加载套筒自身不旋转，受载变形后对总体加载效果无影响。

2)x方向的扭矩由万向联轴器单独传递，并在过渡段处才与其余5个载荷分量耦合，一同传递到被测风机主轴；故万向联轴器上的扭矩传递不受其余载荷分量的影响。

3)设有备用液压缸C11-C14，当需要大载荷时同时使用C1-C4和C11-C14；当需要小载荷时，仅使用C1-C4。通过增减液压缸，能够保证不同载荷时同样的测量精度。

附图说明

图1是风机实际所受载荷的示意图；

图2是本实用新型载荷加载装置x-y方向的示意图；

图3是本实用新型载荷加载装置x-z方向的示意图；

图4是本实用新型载荷加载装置使用示意图。

附图标记说明

1-载荷加载装置；11-加载套筒；12-加载轴承；13-过渡段；14-万向联轴器；C1-C14-液压缸；2-驱动端；3-被测机组。

具体实施方式

为了使本实用新型的形状、构造以及特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例并结合附图进行详细说明。

图2和图3是本实用新型载荷加载装置的主视图和俯视图，如图1所示，包括加载套筒11、加载轴承12、过渡段13与万向联轴器14。加载轴承12采用一种既可承受轴向又可承受径向载荷的轴承。加载轴承12外圈通过一圈高强螺栓与加载套筒11连接，加载轴承12内圈与一过渡段13通过过盈方式相连，过渡段13与被测风电机组低速轴连接。过渡段13处可再通过增设过渡法兰来满足测试不同机组的通用性要求。

加载套筒11在x、y和z方向上均设置有液压缸支座，多个加载液压缸采用铰接方式，一端通过液压缸支座连接在加载套筒11上，另一端联接到加载器底座上。加载液压缸分别沿x、y和z方向对加载套筒11施加确定载荷，在本实施例中为14个液压缸C1-C14。其分布为x-y平面上6个，C5～C10；x-z平面上8个，C1～C4、C11～C14。其中C11～C14分别是C1～C4的备用液压缸。当需要大载荷时同时使用C1～C4和C11～C14；当需要小载荷时，仅使用C1～C4。这样通过增减液压缸，能够保证不同载荷时同样的测量精度。

加载套筒11内部穿入一根万向连轴器14，该万向连轴器14一端与齿轮箱输出轴连接，另一端与过渡段13相连。

图4是本实用新型载荷加载装置的使用示意图，使用时载荷加载装置1的万向连轴器14和过渡段13分别与驱动端2和被测机组3相连，驱动端2提供x方向的扭矩，液压缸提供x方向上的力、y方向上的力和扭矩以及z方向上的力和扭矩。

液压缸提供的外加载荷作用在加载套筒上，通过加载轴承外圈→滚动体→轴承内圈→过渡段的传递路线，传递到被测风机主轴，因此加载轴承12不会受载荷影响而变形。加载套筒11自身不旋转，受载变形后对总体加载效果无影响。

x方向的扭矩由万向联轴器单独传递，并在过渡段处才与其余5个载荷分量耦合，一同传递到被测风机主轴；因此万向联轴器上x方向上的扭矩传递不受其余载荷分量的影响，不会干扰负载精度。

以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，包括加载轴承，所述加载轴承外圈与加载套筒相连接，所述加载轴承内圈与一过渡段相连，所述过渡段与被测风电机组连接，所述加载套筒内部穿入一根万向连轴器，所述万向连轴器一端与驱动端连接，另一端与所述过渡段相连，所述加载套筒上设置有液压缸支座。

2.如权利要求1所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，多个加载液压缸一端通过所述液压缸支座连接在所述加载套筒上，另一端联接到加载器底座上。

3.如权利要求2所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，所述多个加载液压缸采用铰接方式连接固定。

4.如权利要求2所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，所述多个加载液压缸为14个。

5.如权利要求1所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，所述加载套筒在x、y和z方向上均设置有液压缸支座。

6.如权利要求1所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，所述加载轴承外圈通过一圈高强螺栓与所述加载套筒连接。

7.如权利要求1所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，所述加载轴承内圈与所述过渡段通过过盈方式相连。

8.如权利要求1所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，所述过渡段处设过渡法兰。

9.如权利要求1所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，所述过渡段与所述被测风电机组低速轴连接。

10.如权利要求1所述的大功率风力发电机组整机试验台的载荷加载装置，其特征在于，所述万向连轴器一端与所述驱动端的齿轮箱输出轴连接。

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