CN212250338U - 一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，包括装置本体，所述装置本体固定平台和旋转平台，所述旋转平台位于所述固定平台上部，旋转平台外侧用于安装机舱罩；所述旋转平台的底面中部与所述固定平台通过连接机构转动连接，旋转平台的底面用于转动活动的两侧还分别通过若干组弹性支撑组件和至少一组伸缩驱动机构与所述固定平台连接；本实用新型结构设计合理，可靠性试验装置能够实现模拟大风、雨雪、振动等恶劣环境，能够探测到机舱罩疲劳破坏的形式，有利于对疲劳寿命及可靠性进行预测与评估。

Description

一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电试验设备技术领域，尤其涉及一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置。

背景技术

机舱罩是风力发电机组的主要部件之一，机舱罩为风力发电机组起到遮风、挡雨、防紫外线的作用，以保证电机组正常运转。机舱罩总成一般安装在（70-80）米的塔架上，机舱罩需要足够的结构强度，适应户外暴风、雷电、雨雪天气状况。尤其是机舱罩与机架平台连接部位受机舱罩整体振动影响，机舱罩片体上的预埋支撑座受重复、交变载荷破坏，在这种载荷的作用下达到破坏时的强度比其静力强度要低。

现有中小型机舱罩技术成熟度较高，且多为陆地机型，机舱罩出现结构强度性缺陷，方便维修，维护成本较低。而大兆瓦风力发电机组多为海上型，机舱罩出现结构强度性缺陷，维修不便，且单台机舱罩的维护成本非常高。大兆瓦机舱罩上增加冷却系统、直升机悬停平台接口，对机舱罩结构强度提出更高的要求，利用现行CAE软件手段分析大兆瓦机舱罩的静力强度较准确，但对重复、交变载荷无法准确模拟，目前市场上没有对风电机舱罩进行可靠性试验的装置，需要开发一种大兆瓦机舱罩可靠性试验装置，以测试机舱罩在整个生命周期中的可靠性，以收集试验数据，研究大兆瓦机舱罩失效模式，为优化结构设计提供依据。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，可有效解决现有技术存在的机舱罩无法进行加载试验的难题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，包括装置本体，其特征在于：所述装置本体固定平台和旋转平台，所述旋转平台位于所述固定平台上部，旋转平台外侧用于安装机舱罩；

所述旋转平台的底面中部与所述固定平台通过连接机构转动连接，旋转平台的底面用于转动活动的两侧还分别通过若干组弹性支撑组件和至少一组伸缩驱动机构与所述固定平台连接。

还包括了送风系统，所述送风系统包括风机本体以及与所述风机本体的出风口连接的若干风罩，所述风罩分别位于所述旋转平台两侧且风罩的出风口朝向所述旋转平台设置。

所述风机本体采用变速风机。

还包括了淋水系统，所述淋水系统包括位于所述装置本体上部及外侧的淋水支架，淋水支架上设有与其连接的淋水管，淋水管下部设有与其连接的若干喷淋头，喷淋头位于所述旋转平台上部。

所述装置本体的底部位于一集水池内，且淋水管通过水泵与所述集水池内部连接。

所述连接机构包括一转轴以及与所述转轴外侧转动连接的若干轴承支座，所述转轴两端分别于所述固定平台连接，所述轴承支座与所述旋转平台底面连接。

所述旋转平台的外侧设有若干与其连接的支撑座，支撑座用于与所述机舱罩内壁连接设置。

还包括了压力传感器和位移传感器，所述压力传感器和位移传感器安装固定在所述固定平台上，压力传感器和位移传感器位于所述旋转平台两侧边缘下部，且压力传感器和位移传感器的作业端部与所述旋转平台底面接触连接。

所述压力传感器和位移传感器分别安装固定在一侧支架上，所述侧支架与所述固定平台连接固定。

还包括了配重层，所述配重层放置在所述机舱罩顶面上。

所述配重层包括若干袋装石英砂，袋装石英砂捆绑在机舱罩上，配重层的厚度为30-200mm。

本实用新型的有益效果是：结构设计合理，可靠性试验装置能够实现模拟大风、雨雪、振动等恶劣环境，能够探测到机舱罩疲劳破坏的形式，有利于对疲劳寿命及可靠性进行预测与评估。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的主视结构示意图。

图2为本实用新型的轴测结构示意图。

图3为送风系统的轴测结构示意图。

图4为图1中“A”的局部结构示意图。

图中：100旋转平台、101支撑座、200固定平台、201侧支架、202压力传感器、203位移传感器、204伸缩驱动机构、205弹性支撑组件、301转轴、302轴承支座、401风机本体、402风管、403风罩、500机舱罩、601淋水支架、602淋水管、603喷淋头、604水泵、700集水池、800测试操控系统、900配重层。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

根据图1至图4所示：本实施例提供一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，包括装置本体，所述装置本体固定平台200、旋转平台100、送风系统和淋水系统，其中固定平台200、旋转平台100相互连接构成用于装配机舱罩500的整体，并具备震动、数据采集等功能组件，而送风系统和淋水系统分别位于机舱罩500外侧用于提供试验条件，以上各组件的具体实施情况如下所述。

所述旋转平台100位于所述固定平台200上部，旋转平台100的外侧设有若干与其连接的支撑座101，支撑座101朝向外侧设置，支撑座101的设置位置及数量与机舱罩的装配要求一致，支撑座101用于与所述机舱罩500内壁连接设置，机舱罩500在生产时包括多个片体分别加工成型，片体内部预制有预埋件，而支撑座101则与预埋件通过螺栓连接，用于保持各片体分别固定，模拟机舱罩总成与风电机组机架的装配方式，在机舱罩500装配完成后，机舱罩500整体将旋转平台100罩在内部，而所述固定平台200则在机舱罩500底部的风筒装配开口位置进入机舱罩500内部并与旋转平台100连接；

进一步地，所述旋转平台100的底面中部与所述固定平台200通过连接机构转动连接，所述连接机构包括一转轴301以及与所述转轴301外侧转动连接的若干轴承支座302，所述转轴301沿机舱罩500的长度方向分布，即转轴301的前端与机舱罩500用于与轮毂罩连接的开口位置对应设置，转轴301两端分别与所述固定平台200连接，使得转轴301与固定平台200构成一个在整体结构，所述轴承支座302与所述旋转平台100底面连接，实现旋转平台100能够绕转轴301中心线旋转一定角度；同时，在旋转平台100的底面用于转动活动的左右两侧还分别通过若干组弹性支撑组件205和一组伸缩驱动机构204与所述固定平台200连接，弹性支撑组件205采用弹簧支座，整体均匀安装固定在固定平台200两侧的顶面上，且弹性支撑组件205顶面与所述旋转平台100的底面相抵，弹性支撑组件205的作用是对旋转平台100起到支撑与限位的作用，所述伸缩驱动机构204采用电动推杆，伸缩驱动机构204两端分别与固定平台200和旋转平台100通过球铰结构连接，伸缩驱动机构204驱动旋转平台100绕转轴301中心线旋转，伸缩驱动机构204以水平方向为基准，上下方向有30-80mm的行程，通过单点加载周期性的幅度和次数，使机舱罩500周期性振动，以模拟机舱罩500在塔架上产生的振动状态。

所述送风系统包括风机本体401以及与所述风机本体401的出风口连接的若干风罩403，所述风机本体401采用变速风机，使其风速可调，机舱罩500左右两侧的风机本体401分别设有三组，每组风机本体401分别与对应的两组风罩403通过风管402连接固定，所述风罩403分别位于所述旋转平台100的左右两侧且风罩403的出风口朝向所述旋转平台100设置，单个风机本体401提供的风速范围在10-60m/s，同一侧的六个风罩403的送风面积覆盖机舱罩500外形尺寸，通过送风系统风速、风量、风向的控制，以模拟机舱罩500受风载荷下的状态。

所述淋水系统包括位于所述装置本体上部及外侧的淋水支架601，淋水支架601为开口朝下设置的C型结构，其两侧分别位于机舱罩500的前侧和后侧并支撑固定在地面上，淋水支架601的中部则悬空设置并位于机舱罩500上部，淋水支架601上设有与其连接的淋水管602，淋水管602下部设有与其连接的若干喷淋头603，喷淋头603之间均匀分布，喷淋头603位于所述旋转平台100上部；同时，所述装置本体的底部位于一集水池700内，且所述淋水管602通过水泵604与所述集水池700内部连接，使得淋水过程中水是循环利用的，由水泵604加工集水池700中的水输送至喷淋头603处进行喷淋，达到节水的目的；

上述结构中，所述喷淋头603的喷淋面积覆盖机舱罩500整个上片体，单个喷淋头603的水流量宜为2-5L/min，可以通过更换不同规格的喷头大范围调整淋水参数，通过控制水流量、流速和淋水时间，用以模拟机舱罩500在淋雨下的受载状态。

大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置还包括了测试操控系统800、压力传感器202和位移传感器203，所述压力传感器202和位移传感器203分别通过侧支架201安装固定在所述固定平台200上，即侧支架201的内侧端部与固定平台200连接固定，侧支架201的外侧端部固定有所述压力传感器202和位移传感器203，压力传感器202和位移传感器203位于所述旋转平台100两侧边缘下部，且压力传感器202和位移传感器203的作业端部与所述旋转平台100底面接触连接；

上述结构中，由于固定平台200需要进入机舱罩500内部，故其尺寸较小，不能满足压力传感器202和位移传感器203的安装要求，所以通过侧支架201的方式满足压力传感器202和位移传感器203的安装，同时压力传感器202和位移传感器203还可以通过侧支架201进行位置调整；

所述测试操控系统800主要为计算机以及必要的数据采集、信号转换设备，测试操控系统800通过控制线、信号线与所述水泵604、伸缩驱动机构204、风机本体401、压力传感器202和位移传感器203连接，一方面可以获得数据信息，另一方面能够控制水泵604、伸缩驱动机构204、风机本体401的起动和停止；

所述测试操控系统800具备试验参数的自动采集、存储功能；

能记录送风系统的风机参数：风速、风量、风向、开机数量、运行时间；

能记录淋水系统的参数：流量、喷头开启数量、运行时间；

能记录压力传感器202、位移传感器203收集的压力值、位移值等数据。

大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置还包括了配重层900，所述配重层900放置在所述机舱罩500顶面上，配重层900包括若干袋装石英砂，袋装石英砂捆绑在机舱罩500上，配重层900的厚度为30-200mm，配重层900用于模拟机舱罩500的上片体上的积雪厚度，模拟机舱罩500受雪载状态。

综上所述，大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置将淋水试验、风载试验、雪载试验、振动试验集成到一套试验装置，能够实现模拟大风、雨雪、振动等恶劣环境，能够探测到机舱罩500疲劳破坏的形式，有利于对疲劳寿命及可靠性进行预测与评估。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型的目的技术方案，都属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，包括装置本体，其特征在于：所述装置本体固定平台和旋转平台，所述旋转平台位于所述固定平台上部，旋转平台外侧用于安装机舱罩；

所述旋转平台的底面中部与所述固定平台通过连接机构转动连接，旋转平台的底面用于转动活动的两侧还分别通过若干组弹性支撑组件和至少一组伸缩驱动机构与所述固定平台连接。

2.根据权利要求1所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：还包括了送风系统，所述送风系统包括风机本体以及与所述风机本体的出风口连接的若干风罩，所述风罩分别位于所述旋转平台两侧且风罩的出风口朝向所述旋转平台设置。

3.根据权利要求2所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：所述风机本体采用变速风机。

4.根据权利要求1所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：还包括了淋水系统，所述淋水系统包括位于所述装置本体上部及外侧的淋水支架，淋水支架上设有与其连接的淋水管，淋水管下部设有与其连接的若干喷淋头，喷淋头位于所述旋转平台上部。

5.根据权利要求1所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：所述装置本体的底部位于一集水池内，且淋水管通过水泵与所述集水池内部连接。

6.根据权利要求1所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：所述连接机构包括一转轴以及与所述转轴外侧转动连接的若干轴承支座，所述转轴两端分别于所述固定平台连接，所述轴承支座与所述旋转平台底面连接。

7.根据权利要求1所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：所述旋转平台的外侧设有若干与其连接的支撑座，支撑座用于与所述机舱罩内壁连接设置。

8.根据权利要求1所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：还包括了压力传感器和位移传感器，所述压力传感器和位移传感器安装固定在所述固定平台上，压力传感器和位移传感器位于所述旋转平台两侧边缘下部，且压力传感器和位移传感器的作业端部与所述旋转平台底面接触连接。

9.根据权利要求8所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：所述压力传感器和位移传感器分别安装固定在一侧支架上，所述侧支架与所述固定平台连接固定。

10.根据权利要求1所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：还包括了配重层，所述配重层放置在所述机舱罩顶面上。

11.根据权利要求10所述的一种大兆瓦风电机舱罩可靠性试验装置，其特征在于：所述配重层包括若干袋装石英砂，袋装石英砂捆绑在机舱罩上，配重层的厚度为30-200mm。

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