CN207610859U - 用于风力发电机组的对拖试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于风力发电机组的对拖试验平台，包括：拖动端支座；拖动端电机，其安装在拖动端支座上；被试端支座，其与拖动端支座相对地设置；被试端机舱，其安装在被试端支座上；被试端电机，其连接到被试端机舱；以及连接装置，该连接装置的第一端连接到拖动端电机的输出轴，连接装置的第二端连接到被试端电机的输入轴，其中，连接装置的第一端和拖动端电机的输出轴以齿啮合的方式彼此固定连接，连接装置的第二端和被试端电机的输入轴以齿啮合的方式彼此固定连接。根据本实用新型的用于风力发电机组的对拖试验平台，能够提高对于风力发电机组的测试试验过程中所承受的最大载荷，从而提高测试试验的可靠性。

Description

用于风力发电机组的对拖试验平台

技术领域

本实用新型涉及一种用于风力发电机组的对拖试验平台。

背景技术

近年来，利用风力发电机组实现对风能转化为电能的发电技术越来越普遍，由于风力发电机组尺寸较大且制造成本较高，因此在正式应用风力发电机组之前，对其的风能转换效率、能量传动效率以及机组各部件运行稳定性进行测试试验是非常有必要的。

利用用于风力发电机组的试验平台对风力发电机组进行测试试验时，驱动电机和被试电机可承受较大的负载扭矩，导致螺栓等紧固构件存在被剪切的风险，从而影响测试试验的顺利进行。同时，大多数现有的试验平台是针对特定的风力发电机型设计，若测试不同类型的风力发电机时，因其无法实现完全的兼容和对应连接，需要更换匹配的工装设备，这对于测试环境和设备要求较高，会出现对工装制造成本的增加及工装存放空间增大等问题。

实用新型内容

为了解决驱动电机和被试电机可承受较大的负载扭矩而导致螺栓等紧固构件被剪切的问题，本实用新型提供一种用于风力发电机组的对拖试验平台，能够提高对于风力发电机组的测试试验过程中所承受的最大载荷，从而提高测试试验的可靠性。

本实用新型提供一种用于风力发电机组的对拖试验平台，该对拖试验平台包括：拖动端支座；拖动端电机，该拖动端电机安装在拖动端支座上；被试端支座，该被试端支座与拖动端支座相对地设置；被试端机舱，该被试端机舱安装在被试端支座上；被试端电机，该被试端电机连接到被试端机舱；以及连接装置，该连接装置的第一端连接到拖动端电机的输出轴，连接装置的第二端连接到被试端电机的输入轴，其中，连接装置的第一端和拖动端电机的输出轴以齿啮合的方式彼此固定连接，连接装置的第二端和被试端电机的输入轴以齿啮合的方式彼此固定连接。

优选地，连接装置的第一端和第二端的端面上均形成有端面齿，拖动端电机的输出轴经由第一连接法兰与连接装置的第一端连接，且在第一连接法兰的与连接装置的第一端相对的端面上形成有端面齿，被试端电机的输入轴经由第二连接法兰与连接装置的第二端连接，且在第二连接法兰的与连接装置的第二端相对的端面上形成有端面齿。

优选地，连接装置包括万向联轴器，该万向联轴器包括伸缩段和连接在伸缩段的两端的第一万向节和第二万向节，第一万向节与拖动端电机的输出轴连接，第二万向节与被试端电机的输入轴连接，伸缩段的两端分别经由形成有端面齿的第三连接法兰和第四连接法兰与第一万向节和第二万向节固定连接。

优选地，连接装置还包括连接在第二万向节和被试端电机的输入轴之间的测量轴，测量轴经由形成有端面齿的第五连接法兰与第二万向节连接。

优选地，第一连接法兰和第二连接法兰的端面齿的齿与齿之间的夹角为40°。

优选地，拖动端支座包括倾角装置，该倾角装置允许拖动端电机的轴向相对于水平方向成第一预定设计倾角。

优选地，倾角装置为7°倾角装置。

优选地，被试端支座包括倾角补偿装置，该倾角补偿装置用于补偿拖动端电机的轴向相对于水平方向所成的第一预定设计倾角与被试端电机的轴向相对于水平方向所成的第二预定设计倾角的角度差。

优选地，拖动端电机的轴向相对于水平方向所成的第一预定设计倾角大于或等于被试端电机的轴向相对于水平方向所成的第二预定设计倾角。

优选地，对拖试验平台还包括转接法兰，拖动端电机经由转接法兰安装在拖动端支座上。

根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台，能够提高对于风力发电机组的测试试验过程中所承受的最大载荷，从而提高测试试验的可靠性。

此外，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台，在保证测试试验的准确度的同时，避免了不必要的工装的制造费用的浪费以及节约了放置工装的空间。

此外，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台，利用转接法兰，能够使得对拖试验平台相对容易地更换拖动端电机，从而提高作业效率。

此外，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台，利用倾角补偿装置，能够匹配更多型号的被试端电机，从而提高对拖试验平台的试用范围。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的示意图；

图2示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的第一连接法兰的截面图；

图3示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的第一连接法兰的齿的示意图；

图4示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的转接法兰的侧视图；以及

图5示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的转接法兰的截面图。

附图标记说明

100：对拖试验平台；1：拖动端支座；11：拖动端底座部；12：拖动端垫高部；13：倾角装置；14：拖动端固定部；2：转接法兰；21、22：螺纹孔；23：凹面止口端面；24：凸面止口端面；3：拖动端电机；41：第一连接法兰；411、412：螺纹孔；413：端齿面；42：第二连接法兰；43：第三连接法兰；44：第四连接法兰；45：第五连接法兰；5：连接装置；51：万向联轴器；511：伸缩段；512：第一万向节；513：第二万向节；52：测量轴；6：被试端电机；7：被试端支座；8：底座；9：被试端机舱。

具体实施方式

现在将详细描述本实用新型的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号指示相同的部分。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本实用新型。

图1示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的示意图。

如图1所示，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台100包括：拖动端支座1；拖动端电机3，该拖动端电机3安装在拖动端支座1上；被试端支座7，该被试端支座7与拖动端支座1相对地设置；被试端机舱9，该被试端机舱9安装在被试端支座7上；被试端电机6，该被试端电机6连接到被试端机舱9；以及连接装置5，该连接装置5的第一端连接到拖动端电机3的输出轴，连接装置5的第二端连接到被试端电机6的输入轴。

在实施例中，连接装置5的第一端和拖动端电机3的输出轴以齿啮合的方式彼此连接，连接装置5的第二端和被试端电机6的输入轴以齿啮合的方式彼此连接。具体地，在实施例中，连接装置5的第一端和第二端均形成有端面齿结构。此外，连接装置5的第一端经由形成有端面齿413(参照图2和图3)的第一连接法兰41与拖动端电机3的输出轴连接，即在第一连接法兰41的与连接装置5的第一端相对的端面上形成有端面齿413。连接装置5的第二端经由形成有端面齿的第二连接法兰42与被试端电机6的输入轴连接，即在第二连接法兰42的与连接装置5的第二端相对的端面上形成有端面齿。

此外，这里所述的“齿啮合”可理解为在连接装置5的第一端的端面形成的端面齿与在第一连接法兰41的一个表面上形成的端面齿413啮合，然后再通过紧固构件将二者固定连接，类似地，在连接装置5的第二端的端面形成的端面齿与在第二连接法兰42的一个表面上形成的端面齿啮合，然后再通过紧固构件将二者固定连接。

虽然在本实用新型中拖动端电机3、第一连接法兰41、连接装置5之间以及被试端电机6、第二连接法兰42、连接装置5之间通过齿啮合的方式彼此固定连接，但是根据本实用新型的实施例不限于此，拖动端电机3、第一连接法兰41、连接装置5之间可以通过其他防剪切的连接方式彼此结合，只要能够经由第一连接法兰41在拖动端电机3和连接装置5之间实现防剪切、抗大扭矩的连接即可，例如，可以按照在第一连接法兰41和连接装置5的彼此面对的端面上形成可彼此配合的凹凸部的方式连接。

此外，在本实用新型的实施例中，连接装置5包括万向联轴器51和测量轴52。该万向联轴器51可包括一个伸缩段511和在伸缩段的两端侧的第一万向节512、第二万向节513。万向联轴器51的伸缩段511、第一万向节512和第二万向节513彼此之间也是通过端面齿啮合的方式连接的。具体地，伸缩段511、第一万向节512和第二万向节513这三者的两端面均形成有端面齿，伸缩段511分别经由形成有端面齿的第三连接法兰43和第四连接法兰44与对应的第一万向节512和第二万向节513连接。此外，万向联轴器51的第一万向节512经由上述第一连接法兰41与拖动端电机3的输出轴连接，第二万向节513经由上述第二连接法兰42与被试端电机6的输入轴连接。

此外，在实施例中，采用万向联轴器51作为主要连接部件实现拖动端电机3和被试端电机6之间的连接，这样能够适应各零部件的制造误差带来的安装偏差。另外，由于拖动端电机3和被试端电机6可以为可存在偏航现象的风力发电机，因此即使在安装拖动端电机3和被试端电机6时产生偏航现象时也可通过万向联轴器51实现有效的连接。此外，万向联轴器51可以例如为十字轴式万向联轴器。十字轴式万向联轴器具有结构简单、连接可靠的优点。

此外，在实施例中，测量轴52的第一端经由形成有端面齿的第五连接法兰45与万向联轴器51的第二万向节513连接且第二端经由上述第二连接法兰42与被试端电机6的输入轴连接。例如可在测量轴52上附着无线扭矩传感器(未示出)，其能够有效检测被试端电机6的输入力矩，从而便于计算被试端电机6的效率。

在本实用新型的实施例中，由于连接装置5的各个部件之间以及连接装置5与拖动端电机3、被试端电机6之间均采用端面齿结构连接，且端面齿连接结构可承受测试过程中较大的负载扭矩，因此通过连接装置5将拖动端电机3和被试端电机6连接在一起，能够有效地提高测试试验的稳定性和安全性。

例如在图1所示的实施例中，设置有端面齿结构的第一连接法兰41至第五连接法兰45根据其所要连接的构件的尺寸，而可适当地调整尺寸，只要其能够通过端面齿结构连接两个待连接构件，并不限定第一连接法兰41至第五连接法兰45的具体尺寸。

此外，在实施例中，拖动端支座1包括：拖动端底座部11，该拖动端底座部11固定到对拖试验平台100的底座8，例如底座8可整体用于固定支撑对拖试验平台100；拖动端垫高部12，该拖动端垫高部12搭接在拖动端底座部11上；倾角装置13，该倾角装置13允许拖动端电机3的轴向相对于水平方向成第一预定设计倾角；以及拖动端固定部14，该拖动端固定部14搭接在倾角装置13上，拖动端固定部14的横向内侧端与拖动端电机3固定连接。

例如，在实施例中，可通过例如螺栓和T型螺纹等紧固构件将拖动端底座部11固定连接到底座8。具体地，例如可在底座8中设置T型槽，螺栓可插通底座8中的螺纹孔并贯通T型槽，将T型螺母置于T型槽内，与螺栓旋拧紧固。只要能够实现拖动端底座部11与底座8之间的固定连接，不限于上述紧固方式。此外，拖动端垫高部12可通过例如螺纹连接的方式固定地搭接在拖动端底座部11上，倾角装置13可同样通过例如螺纹连接的方式固定地搭接在拖动端垫高部12上，拖动端固定部14也可同样通过例如螺纹连接的方式固定地搭接在倾角装置13上，只要能够实现上述构件的固定搭接，不限于上述螺纹连接的紧固方式。

此外，针对风力发电机的设计要求，通常将风力发电机设计为具有预定作业倾角，即预定作业仰角。也就是说，当风力发电机运行时，风力发电机会相对于水平方向向上仰起预定倾角，即风力发电机自身相对于竖直方向成与所述预定倾角相等的角度或者风力发电机的轴向相对于水平方向成所述预定倾角，这样能够保证风力发电机组稳定且高效地运行。

由于风力发电机存在上述设计特点，因此在设计用于风力发电机组的对拖试验平台100时，应当尽可能模拟风力发电机的实际运行工况。因而，本实用新型所设计的倾角装置13能够使得拖动端电机3的轴向相对于水平方向成第一预定设计倾角，使得能够提高对拖试验平台100的测试试验的准确度。

此外，在实施例中，倾角装置13为7°倾角装置，例如可使倾角装置13的上端面和下端面之间的夹角成7°。如此组装的具有倾角装置13的拖动端支座1能够适配于不同型号的风力发电机。因此在搭建用于风力发电机组的对拖试验平台100时，将如此组装的具有倾角装置13的拖动端支座1可用作非拆卸的固定支座来适配于不同的风力发电机，根据风力发电机的不同型号而选择例如法兰的适配装置或调整被试端支座7的搭接构架，这样可降低再次定做体积巨大的拖动端支座1的部件的必要性，节约了工装制造费用并同时节约了用于放置拖动端支座1的各个部件的空间。

此外，由于在对拖试验平台100的拖动端支座1中采用了拖动端垫高部12和倾角装置13，因此能够使得拖动端电机3和被试端电机6能够在准确模拟测试试验的同时不会与例如底座8干涉。

此外，如果根据风力发电机组的设计要求允许增大风力发电机组的叶轮的直径，则也相应地允许适当地增大通过倾角装置13所提供的第一预定设计倾角，从而能够适配更多类型的风力发电机组。

此外，在实施例中，被试端支座7例如可包括与底座8连接的被试端底座部、搭接在被试端底座部上的适配装置，被试端机舱9搭接在适配装置上的。与拖动端支座1类似，被试端支座7中的各个部件之间以及与被试端机舱9之间例如也可通过螺纹连接等方式彼此连接，但是不限于此。

通常，在实际应用中，拖动端电机3的功率大于或等于被试端电机6的功率。也就是说，拖动端电机3的第一预定设计倾角大于或等于被试端电机6的第二预定设计倾角。这里所述的“预定设计倾角”可理解为风力发电机实际运行时风力发电机的轴向相对于水平方向所成的角度，“预定设计倾角”即风力发电机的预定设计仰角。

另外，当被试端电机6的第二预定设计倾角大于拖动端电机3的第一预定设计倾角时，被试端支座7还包括倾角补偿装置(未示出)，用于补偿拖动端电机3相对于竖直方向所成的第一预定设计倾角与被试端电机6相对于竖直方向所成的第二预定设计倾角的角度差。例如，当拖动端电机3的第一预定设计倾角为7°而被试端电机6的第二预定设计倾角为5°或6°的情况下，倾角补偿装置可补偿2°或1°的倾角差。当被试端电机6的第二预定设计倾角等于拖动端电机3的第一预定设计倾角时，不需要上述倾角补偿装置。例如，在实施例中，在被试端支座7包括倾角补偿装置的情况下，倾角补偿装置可通过螺纹连接的方式搭接在被试端支座7的被试端底座部上，而适配装置可搭接在倾角补偿装置上。

图2示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的第一连接法兰的截面图。图3示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的第一连接法兰的齿的示意图。

如图2所示，通过例如螺栓等紧固构件插入第一连接法兰41的螺纹孔411，从而将第一连接法兰41的第一端固定连接到拖动端电机3，通过例如双头螺柱等紧固构件插入第一连接法兰41的螺纹孔412，从而将第一连接法兰4的第二端固定连接到万向联轴器51的第一万向节512的端面。图2和图3仅示出了第一连接法兰41的结构，而第二连接法兰42的结构与第一连接法兰41的结构类似。

此外，如图2和图3所示，端面齿413设置在第一连接法兰41的内圈。在实施例中，如图3所示，端面齿413的齿与齿之间的夹角例如可以为40°，使得齿与齿之间的啮合强度较大，从而可在测试试验中承受较大的负载扭矩。同样地，设置在第三连接法兰43、第四连接法兰44、第五连接法兰45上的端面齿均可以与第一连接法兰41的端面齿413的结构相似，只要可以实现各部件之间的可靠连接即可。齿与齿之间的夹角可以根据实际情况进行设置，只要连接的端面齿连接结构可承受测试过程中较大的负载扭矩即可。

此外，在图2所示的实施例中，第一连接法兰41的外圈仅示出了一圈螺纹孔411，但是螺纹孔411的圈数不限于此。为了有效地增加连接强度，可设置至少两圈螺纹孔。

图4示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的转接法兰的侧视图。图5示出根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台的转接法兰的截面图。

此外，如图1所示，在本实用新型的实施例中，对拖试验平台100还可包括转接法兰2，拖动端电机3可经由转接法兰2安装在拖动端支座1上，具体地将拖动端电机3与拖动端固定部14固定连接。利用转接法兰2，使得拖动端支座1能够适应地安装不同型号的拖动端电机，从而能够在不拆卸拖动端支座1的情况下使得增大对拖试验平台100对于拖动端电机的兼容性。

如图4和图5所示，转接法兰2可设置有两圈螺纹孔21、22，例如在可使用螺栓等紧固构件插入在外圈的螺纹孔21而将拖动端固定部14固定连接到转接法兰2，同时利用螺栓等紧固构件插入在内圈的螺纹孔22而将转接法兰2固定连接到拖动端电机3。

此外，如图5所示，转接法兰2设置有凹面止口端面23和凸面止口端面24。转接法兰2的凹面止口端面23用于与拖动端固定部14的圆形法兰止口端面配合连接，而转接法兰2的凸面止口端面24用于与拖动端电机3的凹面定轴安装面配合连接。

此外，在实施例中，可利用圆形转接筒代替上述转接法兰2，在圆形转接筒的两端分别焊接与上述转接法兰2的规格对应的分度圆薄壁法兰。

根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台，能够提高对于风力发电机组的测试试验过程中所承受的最大载荷，从而提高测试试验的可靠性。

此外，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台，利用倾角装置，在保证测试试验的准确度的同时，避免了不必要的工装的制造费用的浪费以及节约了放置工装的空间。

此外，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台，利用转接法兰，能够使得对拖试验平台相对容易地更换拖动端电机，从而提高作业效率。

此外，根据本实用新型的实施例的用于风力发电机组的对拖试验平台，利用倾角补偿装置，能够匹配更多型号的被试端电机，从而提高对拖试验平台的试用范围。

本实用新型的以上实施例仅仅是示例性的，而本实用新型并不受限于此。本领域技术人员应该理解：在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其中，本实用新型的范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (10)

1.一种用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，所述对拖试验平台(100)包括：

拖动端支座(1)；

拖动端电机(3)，所述拖动端电机(3)安装在所述拖动端支座(1)上；

被试端支座(7)，所述被试端支座(7)与所述拖动端支座(1)相对地设置；

被试端机舱(9)，所述被试端机舱(9)安装在所述被试端支座(7)上；

被试端电机(6)，所述被试端电机(6)连接到所述被试端机舱(9)；以及

连接装置(5)，所述连接装置(5)的第一端连接到所述拖动端电机(3)的输出轴，所述连接装置(5)的第二端连接到所述被试端电机(6)的输入轴，

其中，所述连接装置(5)的所述第一端和所述拖动端电机(3)的输出轴以齿啮合的方式彼此固定连接，所述连接装置(5)的所述第二端和所述被试端电机(6)的输入轴以齿啮合的方式彼此固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，

所述连接装置(5)的所述第一端和所述第二端的端面上均形成有端面齿，

所述拖动端电机(3)的输出轴经由第一连接法兰(41)与所述连接装置(5)的所述第一端连接，且在所述第一连接法兰(41)的与所述连接装置(5)的所述第一端相对的端面上形成有端面齿(413)，

所述被试端电机(6)的输入轴经由第二连接法兰(42)与所述连接装置(5)的所述第二端连接，且在所述第二连接法兰(42)的与所述连接装置(5)的所述第二端相对的端面上形成有端面齿。

3.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，

所述连接装置(5)包括万向联轴器(51)，所述万向联轴器(51)包括伸缩段(511)和连接在所述伸缩段(511)的两端的第一万向节(512)和第二万向节(513)，所述第一万向节(512)与所述拖动端电机(3)的输出轴连接，所述第二万向节(513)与所述被试端电机(6)的输入轴连接，

所述伸缩段(511)的两端分别经由形成有端面齿的第三连接法兰(43)和第四连接法兰(44)与所述第一万向节(512)和所述第二万向节(513)固定连接。

4.根据权利要求3所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，

所述连接装置(5)还包括连接在所述第二万向节(513)和所述被试端电机(6)的输入轴之间的测量轴(52)，所述测量轴(52)经由形成有端面齿的第五连接法兰(45)与所述第二万向节(513)连接。

5.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，

所述第一连接法兰(41)和所述第二连接法兰(42)的所述端面齿(413)的齿与齿之间的夹角为40°。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，

所述拖动端支座(1)包括倾角装置(13)，所述倾角装置(13)允许所述拖动端电机(3)的轴向相对于水平方向成第一预定设计倾角。

7.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，所述倾角装置(13)为7°倾角装置。

8.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，

所述被试端支座(7)包括倾角补偿装置，所述倾角补偿装置用于补偿所述拖动端电机(3)的轴向相对于水平方向所成的所述第一预定设计倾角与所述被试端电机(6)的轴向相对于水平方向所成的第二预定设计倾角的角度差。

9.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，

所述拖动端电机(3)的轴向相对于水平方向所成的所述第一预定设计倾角大于或等于所述被试端电机(6)的轴向相对于水平方向所成的第二预定设计倾角。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的用于风力发电机组的对拖试验平台，其特征在于，

所述对拖试验平台(100)还包括转接法兰(2)，所述拖动端电机(3)经由所述转接法兰(2)安装在所述拖动端支座(1)上。