CN202075349U - 大功率齿轮箱试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率齿轮箱试验系统，该系统包括依次串联的第一电机、第一齿轮箱、第二齿轮箱和第二电机；所述第一电机的另一端还串联有第一整流-逆变模块，所述第二电机的另一端还串联有第二整流-逆变模块，所述第一整流-逆变模块和所述第二整流-逆变模块通过直流母排串联；还包括，通过变压器与电网连接的整流模块，所述整流模块的输出端与所述直流母排连接。本实用新型提供的大功率齿轮箱试验系统，驱动端和发电端共用整流模块，可以缩减整个试验系统的变频器容量，从而缩减整个试验系统的成本。

Description

大功率齿轮箱试验系统

技术领域

本实用新型涉及大功率齿轮箱试验技术，尤其涉及一种大功率齿轮箱试验系统。

背景技术

随着新能源问题日益成为人类关注的焦点，新型风力发电机组的发展也越来越快，目前世界各大整机厂商大多都有5MW以上的风力发电机组。大容量风力发电机组的零部件的测试是提高机组整体运行可靠性的关键，齿轮箱又由于其需要3倍加载试验成为整个风电行业零部件测试的难点。

风电齿轮箱的试验台分为两种，机械功率流试验台和电气功率流试验台。机械功率流方案由于部分机械部件对转速和扭矩要求较高难以加工，大功率齿轮箱试验台已经较少采用此方案。现在采用较多的是电气功率流方案。齿轮箱电气对拖的试验方式，是由高速驱动电机拖动两组齿轮箱，带动发电机发出电能返回电网。

电气功率流方案最大的缺点是在齿轮箱做2-3倍额定功率的型式试验时，驱动端和发电端共需要4-6倍齿轮箱额定功率的变频器。以5MW风电机组齿轮箱为例，3倍加载的型式试验驱动端和发电端共需要大约30MVA的变频器容量，如此大容量变频器只有采用中高压方案，耗资巨大。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种大功率齿轮箱试验系统。

本实用新型提供的大功率齿轮箱试验系统，包括：

依次串联的第一电机、第一齿轮箱、第二齿轮箱和第二电机；所述第一电机的另一端还串联有第一整流-逆变模块，所述第二电机的另一端还串联有第二整流-逆变模块，所述第一整流-逆变模块和所述第二整流-逆变模块通过直流母排串联；

还包括，通过变压器与电网连接的整流模块，所述整流模块的输出端与所述直流母排连接。

如上所述的大功率齿轮箱试验系统，其中所述第一电机和所述第二电机均是同时具有电动和发电功能的一体机。

本实用新型提供的大功率齿轮箱试验系统，通过将驱动端和发电端的直流母排串联，使发电端发出的电能通过直流母排回馈到电动端，大部分的电能在试验系统内部循环；并且改进了试验系统大容量变频器的结构，驱动端和发电端共用一个整流模块，通过该整流模块从电网中汲取电能补偿试验系统传动链的约为驱动端电机功率30％的损耗，可以缩减整个试验系统的变频器容量，从而缩减整个试验系统的成本、增加齿轮箱的试验项目、提高齿轮箱试验标准、提升被试齿轮箱的运行可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述大功率齿轮箱试验系统示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型所述大功率齿轮箱试验系统示意图，如图1所示，该试验系统包括：第一电机1、第一齿轮箱2、第二齿轮箱3、第二电机4、第一整流-逆变模块5、第二整流-逆变模块6和整流模块7。其中，各组成部分的连接关系如下：

第一电机1、第一齿轮箱2、第二齿轮箱3和第二电机4依次串联；第一电机1的另一端串联第一整流-逆变模块5，第二电机的另一端串联第二整流-逆变模块6，第一整流-逆变模块5和第二整流-逆变模块6通过直流母排10串联；整流模块7通过变压器8与电网9连接，整流模块7的输出端与直流母排10连接，系统中驱动端和发电端可以共用整流模块7；第一整流-逆变模块5、第二整流-逆变模块6和整流模块7构成变频器。

其中，第一电机1和第二电机4均是同时具有电动和发电功能的一体机。第一电机1和第二电机4均既可以工作在发电状态又可以工作在电动状态。第一齿轮箱2或第二齿轮箱3在被试和陪试状态之间转换时，第一电机1和第二电机4相应地在发电和电动状态之间转换，即第一齿轮箱2工作在陪试状态，第二齿轮箱3工作在被试状态时，第一电机1工作在电动状态，第二电机4工作在发电状态；反之，第一齿轮箱2工作在被试状态，第二齿轮箱3工作在陪试状态时，第一电机1工作在发电状态，第二电机4工作在电动状态。

以下以第一电机1工作在电动状态下时为例说明大功率齿轮箱试验系统的工作原理。

整流模块7将从电网9汲取的交流电转变成直流电；第一整流-逆变模块5将直流电转变成交流电；第一电机1在交流电的驱动下作为电动机驱动第一齿轮箱2和第二齿轮箱3转动；在第一电机1的驱动下，通过第一齿轮箱2和第二齿轮箱3带动第二电机4转动并使其得到相应的转速；第二电机4此时作为发电机，工作后将产生交流电并发送给第二整流-逆变模块6；第二整流-逆变模块6将第二电机4发送的交流电转变为直流电，并通过直流母排10发送给第一整流-逆变模块5；第一整流-逆变模块5将第二整流-逆变模块6输出的直流电转变成交流电并回馈到第一电机1。如此，大部分的电能在试验系统内部循环，整个试验系统传动链的约为驱动端电机功率的30％的损耗，可以通过驱动端和发电端共用的整流模块7从电网9中汲取的电能进行补偿。

以下以5MW风电机组齿轮箱试验系统为例进行说明：

对齿轮箱进行3倍加载(15MW)的型式试验时，若采用现有技术的方案，所需要的变频器容量约为60MW，若采用本实用新型的方案，所需要的变频器容量约为36MW，即本实用新型的方案可以缩减约为40％的变频器容量。变频器容量的缩减可以缩减整个试验系统的成本、增加齿轮箱的试验项目、提高齿轮箱试验标准、提升被试齿轮箱的运行可靠性。

本实用新型提供的大功率齿轮箱试验系统，通过将驱动端和发电端的直流母排串联，使发电端发出的电能通过直流母排回馈到电动端，大部分的电能在试验系统内部循环；并且改进了试验系统大容量变频器的结构，驱动端和发电端共用一个整流模块，通过该整流模块从电网中汲取电能补偿试验系统传动链的约为驱动端电机功率的30％的损耗，可以缩减整个试验系统的变频器容量，从而缩减整个试验系统的成本、增加齿轮箱的试验项目、提高齿轮箱试验标准、提升被试齿轮箱的运行可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种大功率齿轮箱试验系统，其特征在于，包括：

依次串联的第一电机(1)、第一齿轮箱(2)、第二齿轮箱(3)和第二电机(4)；所述第一电机(1)的另一端还串联有第一整流-逆变模块(5)，所述第二电机(4)的另一端还串联有第二整流-逆变模块(6)，所述第一整流-逆变模块(5)和所述第二整流-逆变模块(6)通过直流母排(10)串联；

还包括，通过变压器(8)与电网(9)连接的整流模块(7)，所述整流模块(7)的输出端与所述直流母排(10)连接。

2.根据权利要求1所述的大功率齿轮箱试验系统，其特征在于，所述第一电机(1)和所述第二电机(4)均是同时具有电动和发电功能的一体机。