CN205209757U - 风力发电机的测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风力发电机的测试工装。所述测试工装包括多个支撑减振机构，支撑减振机构包括支座组件；减振机构，减振机构可拆卸地设置在支座组件上；过渡板，过渡板可拆卸地设置在减振机构上；过渡板上设置有多个分别与被测件上的法兰孔适配的定位孔。采用本方案的测试工装能够有效地模拟出被测件的自由支撑状态，进而完成对被测件的自由模态测试，为风力发电机的优化设计和动力学仿真技术提供良好的数据支持。

Description

风力发电机的测试工装

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组辅助测试装置领域，尤其涉及一种风力发电机的测试工装。

背景技术

随着风力发电技术的普及，需要风力发电机能够适应较为复杂的工作环境。风力发电机的结构复杂，其振动问题多是由于多部件的耦合作用，而对于耦合动力学特性的验证是整机耦合振动力理论分析的前提条件，因此需要建立准确的结构动力学模型。

当前建立的模型简化程度较大，为了获取较为准确的动态特性信息，需要对结构本身的模态(即固有特性)进行测试，以验证和修改模型，进而支持风力发电机组现场振动现象原因分析，以及为风力发电机的静强度校核提供符合实际工作状态的模拟计算结果。

在大型风力发电机的模态测试方面，需要将风力发电机拆卸后测试其子部件。其中，对风力发电机组部件的模态测试以自由模态测试为最佳。现有的测试工装只适用于小型结构的自由模态测试分析，而对风力发电机的子部件等大型结构还没有提出理想的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风力发电机的测试工装，以解决风力发电机的子部件不能进行自由模态测试的问题。

为达上述目的，本实用新型提供一种风力发电机的测试工装，其包括多个支撑减振机构，支撑减振机构包括：支座组件；减振机构，减振机构可拆卸地设置在支座组件上；过渡板，过渡板可拆卸地设置在减振机构上；过渡板上设置有多个分别与被测件上的法兰孔适配的定位孔。

进一步地，减振机构包括空气弹簧。

进一步地，空气弹簧采用双节设计，包括上闷板、气囊和下闷板，上闷板和下闷板以及气囊形成密闭容腔，气囊中部围有腰环。

进一步地，在上闷板和下闷板之间设有多个限位柱，多个限位柱均匀地设置在气囊的外周。

进一步地，在空气弹簧的下闷板上设有多个腰形通孔，支座组件顶部设置有多个分别与腰形通孔对应的螺栓孔。

进一步地，过渡板包括底板以及固定在其上的衬板，衬板上设置有定位孔。

进一步地，多个过渡板中的衬板为弧形。

进一步地，衬板的纵向截面与底板形成T型，并且衬板的两侧设置有至少一组支撑护翼。

进一步地，支座组件包括基座，或者支座组件包括垫座和设置在其上的基座。

进一步地，支撑减振机构还包括地托，支座组件固定在地托上，地托上设置有T型槽结构。

本实用新型实施例提供的风力发电机的测试工装，通过将被测件连接在多个支撑减振机构上，能够有效地模拟出被测件的自由支撑状态，进而完成对被测件的自由模态测试，为风力发电机的优化设计和动力学仿真技术提供良好的数据支持。

附图说明

图1为本实用新型实施例的风力发电机的测试工装的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的风力发电机的测试工装的工作状态示意图；

图3为图1中单个支撑减振机构的结构示意图；

图4为图1中单个支撑减振机构的另一种结构示意图。

附图标记说明：

10、支座组件；11、垫座；12、基座；20、减振机构；21、空气弹簧；22、上闷板；23、气囊；24、下闷板；25、腰环；26、限位柱；27、腰形通孔；30、过渡板；31、定位孔；32、底板；33、衬板；34、支撑护翼；40、地托；50、被测件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的风力发电机的测试工装进行详细描述。

图1本实用新型实施例的风力发电机的测试工装的结构示意图。该测试装置可用于对风力发电机的子部件进行自由模态测试，尤其适用于对例如风力发电机的定子或转子等大型部件进行自由模态测试。当然，该测试装置还可以用于对其他应用场景中的大型结构进行自由模态测试。

如图1～图3所示，该测试工装包括多个支撑减振机构，每个支撑减振机构均包括支座组件10、减振机构20以及过渡板30，其中，减振机构20可拆卸地设置在支座组件10上，过渡板30可拆卸地设置在减振机构20上，并且过渡板30上设置有多个分别与被测件50上的法兰孔适配的定位孔31。

具体地，被测件50可以通过与多个过渡板30连接设置在多个减振机构20之上，而减振机构20连接在支座组件10之上，因此，支座组件10用于支撑整个支撑减振机构以及被测件50的重力。由于被测件50可能为重力较大的大型结构，支座组件10需要通过辅助装置固定设置在地面或特定的工作台上。被测件50与过渡板30的具体连接方式，可以为通过螺栓将被测件50上的法兰孔与定位孔31连接，来使被测件50与过渡板30紧固连接。同时，该螺栓连接的方式还可以方便快捷地将被测件50从过渡板30拆卸掉。定位孔31优选为沉头孔，以使用于连接的螺栓不会影响到被测件50的装配。当然，在其他实施例中，被测件50与过渡板30也可以采用其他可拆卸的连接方式，例如通过吊钉、卡槽、搭扣等连接方式将被测件50与过渡板30可拆卸地连接。

被测件50被连接在多个支撑减振机构之后，由于减振机构20的存在，被测件50相当于被自由地支撑在多个支撑减振机构之上。通过力锤或激振器等装置激励被测件50，就可以对被测件50进行自由模态测试。其中，被测件50包括风力发电机的定子或转子，定子和转子作为风力发电机的重要部件，通过上述该测试工装对其进行自由模态测试分析，能够为风力发电机的设计优化提供良好的数据支持。

下面对本实用新型的实施例的风力发电机的测试工装的主要部件以及相关结构进行详细说明。

1、减振机构20的设计

本实施例中，减振机构20包括空气弹簧21，其具有较理想的非线性弹性特性，变化速度相对缓慢、动态力变化不大，且具有角度自动补偿功能，可以使支撑减振机构更自由地支撑被测件50。例如，可以通过空气弹簧21配置的调平系统调节冲入气压的大小，将其支持刚度或频率调节到预设目标值(该预设目标值可以由被测件50的具体结构等数据决定)，以模拟被测件50的自由支撑状态，进而提高其自由模态测试的准确度。再者，空气弹簧21与其他连接件的连接较为方便，即使有外力的作用，空气弹簧21也能够稳定地支撑被测件50。

具体地，空气弹簧21采用双节设计，其包括上闷板22、气囊23和下闷板24。上闷板22和下闷板24以及气囊23形成密闭容腔，空气弹簧21通过下闷板24设置在支座组件10之上，通过上闷板22支撑设置在其上的过渡板30和被测件50。气囊23中间部分围有腰环25，用于限制其径向扩张，并防止上下两节之间相互摩擦。腰环25优选为由刚性材料制成，例如钢制腰环。

在上闷板22和下闷板24之间可设置有多个限位柱26。多个限位柱26纵向设置在上闷板22和下闷板24之间，并均匀地分布在气囊23的外周，用于支撑上闷板22和连接在其上的被测件50，以及限定气囊23的横向移动。通过调整限位柱26的长度可以方便控制被测件50处于水平状态，进而方便对其进行模态测试。

较优地，在空气弹簧21的下闷板24上设有多个腰形通孔27，支座组件10顶部设置有多个分别与腰形通孔27对应的螺栓孔。相配合地设置腰形通孔27和螺栓孔，可以通过调节螺栓在腰形通孔27中的位置来调节空气弹簧21和支座组件10的相对位置，进而方便整个减振支撑机构的定位安装。

具体地，可以通过螺栓穿过下闷板24的腰形通孔与支座组件10顶部的螺栓孔，将空气弹簧21固定连接在支座组件10上。螺栓可以在腰形通孔27内移动，进而在安装空气弹簧21时，可以通过调节螺栓在腰形通孔27中的位置，来对空气弹簧21相对于支座组件10的位置进行微调，使支座组件10对空气弹簧21提供更合适的支撑。

2、过渡板30的设计

过渡板30可包括底板32以及固定在其上的衬板33，以方便其与减振机构20固定。衬板33上设置有前述的用于与被测件50固定的定位孔31。

本实施例中，过渡板30通过底板32可拆卸地连接在支撑减振机构之上，以方便该测试工装可以通过更换不同的过渡板30来对不同的部件进行模态测试。当然，在不需要拆卸过渡板30的情况下，也可以通过衬板33将过渡板30固定连接在支撑减振机构之上。

过渡板30通过底板32上的衬板33与被测件50连接，其具体形状与被测件50向配合，以使被测件50更方便地连接在支撑减振机构上。

例如，被测件50是风力发电机的转子或定子时，为了使过渡板30与转子的形状相配合，过渡板30的衬板33形状优选为弧形(如图3所示)，以使转子可以方便快捷地与过渡板30连接。

再例如，为了防止过渡板30与定子上的加强筋形成干涉，将过渡板30设计为使衬板33的纵向截面与底板32形成T型(如图4所示)，定位孔31可以设置在衬板33的端面上，通过螺栓或吊钉可以将定子连接在过渡板30上。在此基础上，在衬板33的两侧均设置有多组支撑护翼34，以使定子可以稳定的连接在支撑减振机构上。

而且，在过渡板30与被测件50相邻的面优选为倒角设计，以避免在装配被测件50时对其造成损坏。

3、支座组件10的设计

较优地，支座组件10包括基座12，或者支座组件10包括垫座11和设置在其上的基座12，空气弹簧21可以连接在基座12之上。通过将支座组件10设置为垫座11与基座12叠加形式的设计，可以调节支座组件10的高度，使其可以为不同兆瓦级风力发电机的被测件50提供有效的支撑。当然，在其他实施例中，针对不同的被测件50，支座组件10还可以包括多个垫座11和基座12，使支座组件10具有合适的高度。

为了方便地将支撑减振机构固定设置在地面或工作台上，可以通过将支座组件10固定设置在地托40上的方式，使支撑减振机构为被测件50提供有效的支撑。具体地，可以在地托40上设置T型槽结构，在支座组件10的底端(或者支座组件10的垫座11的底端)设置连接孔，通过螺栓、销钉等方式将支座组件10固定连接在地托40上。

此外，该测试工装的其他各部件之间(例如支座组件10与地托40之间，垫座11与基座12之间)均可以通过螺栓与腰形通孔相配合的方式连接，以相应地调节各部件之间的相对位置，使被测件50可以得到更有效地支撑。

在使用该测试工装对被测件50进行模态测试时，由于支撑减振结构具有足够的支撑功能，其数量过多会造成测试成本的增加，其数量过少会影响对被测件50的支撑作用，因此，支撑减振机构的个数优选为四个或六个，以对称地为被测件50提供有效的支撑。或者，根据被测件50的具体结构也可以决定支撑减振结构数量的多少。

在被测件50是风力发电机的定子或转子时，若其分度圆直径较小(例如设置在外转子内部的内定子)，可采用分布式四点支撑形式；若其分度圆直径较大(例如设置在内定子外部的外转子)，可采用分布式六点支撑形式。在将定子或转子装配到支撑减振机构上时，可以调节四个或六个支撑减振机构的过渡板30上定位孔31，使其形成分度圆，且使定子或转子上的法兰孔的位置位于该分度圆上，进而方便快捷地将定子或转子装配到支撑减振机构上。

本实用新型的实施例的风力发电机的测试工装，利用支座组件、减振机构和过渡板实现了对被测件的自由支撑，可以对风力发电机的定子或转子进行自由模态测试；而且，该测试工装成本较低、结构简单、操作方便，且方便拆卸与组装。

在此基础上，该测试工装可以通过调整减振机构的刚度和频率，来实现更加精确地对被测件的模态测试。

此外，通过调整支撑减振机构和过渡板的数量以及结构，使该测试工装适用于对转子和定子等不同部件进行模态测试，有效地增加了该测试工装的适用性。例如，通过分布式四点支撑形式或分布式六点支撑形式来调整支撑减振机构的数量，以及通过基座和垫座相配的形式来调整支撑减振机构的高度结构，使该测试工装可以适用于不同兆瓦级的风力发电机组，对不同类型的被测件进行自由模态测试。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个部件拆分为更多部件，也可将两个或多个部件或者部件的部分操作组合成新的部件，以实现本实用新型的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种风力发电机的测试工装，其特征在于，所述测试工装包括多个支撑减振机构，所述支撑减振机构包括：

支座组件(10)；

减振机构(20)，所述减振机构(20)可拆卸地设置在所述支座组件(10)上；

过渡板(30)，所述过渡板(30)可拆卸地设置在所述减振机构(20)上；

所述过渡板(30)上设置有多个分别与被测件(50)上的法兰孔适配的定位孔(31)。

2.根据权利要求1所述的测试工装，其特征在于，所述减振机构(20)包括空气弹簧(21)。

3.根据权利要求2所述的测试工装，其特征在于，所述空气弹簧(21)采用双节设计，包括上闷板(22)、气囊(23)和下闷板(24)，所述上闷板(22)和下闷板(24)以及气囊(23)形成密闭容腔，所述气囊(23)中部围有腰环(25)。

4.根据权利要求3所述的测试工装，其特征在于，在所述上闷板(22)和下闷板(24)之间设置有多个限位柱(26)，所述多个限位柱(26)均匀地设置在所述气囊(23)的外周。

5.根据权利要求3或4所述的测试工装，其特征在于，在所述空气弹簧(21)的下闷板(24)上设有多个腰形通孔(27)，所述支座组件(10)顶部设置有多个分别与所述腰形通孔(27)对应的螺栓孔。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的测试工装，其特征在于，所述过渡板(30)包括底板(32)以及固定在其上的衬板(33)，所述衬板(33)上设置有所述定位孔(31)。

7.根据权利要求6所述的测试工装，其特征在于，所述过渡板(30)中的衬板(33)为弧形。

8.根据权利要求6所述的测试工装，其特征在于，所述衬板(33)的纵向截面与所述底板(32)形成T型，并且所述衬板(33)的两侧设置有至少一组支撑护翼(34)。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的测试工装，其特征在于，所述支座组件(10)包括基座(12)，或者

所述支座组件(10)包括垫座(11)和设置在其上的基座(12)。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的测试工装，其特征在于，所述支撑减振机构还包括地托(40)，所述支座组件(10)固定在所述地托(40)上，所述地托(40)上设置有T型槽结构。