CN218916762U - 一种风浪环境模拟装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风浪环境模拟装置和系统，其中，风浪环境模拟装置包括支撑板，支撑板的下方设有电磁线圈，支撑板上设有塔筒和用于发电的风机，风机位于支撑板的上方，塔筒的顶端与风机相连，塔筒的底端与支撑板相连，塔筒的底端设有球头，支撑板上设有与球头配合的内腔，球头的底部连接有磁性体，电磁线圈位于磁性体的外周，支撑板的底部设有用于带动支撑板沿高度方向振动的运动部件，该风浪环境模拟装置可以通过向电磁线圈和运动部件输入多种电信号，通过控制磁性体和运动部件的转动速度和方向来实现多种模拟效果，其能够模拟真实情况下的海上漂浮式风力发电机，使用方便，结构简单，动作灵活，不易卡滞。

Description

一种风浪环境模拟装置和系统

技术领域

本实用新型用于风洞实验技术领域，特别是涉及一种风浪环境模拟装置和系统。

背景技术

近几十年来，风力发电技术已被广泛应用,相对于陆上风电，海上风电具有许多优势，包括：风资源储存量大、风能密度高、风速风向稳定、不占用土地资源、对居住人群环境(如噪声)干扰小，因此，风电的利用开发正逐渐从陆地转向海洋，而对于水深超过50米的远海区域,固定基桩式风机平台已经不再适用,漂浮式平台成为更加合适的选择，尽管浮式海上风电技术可行性已得到证实，但该领域尚处在以技术研发论证及样机示范为主的初期发展阶段，其中，水池实验是研究漂浮式海上风机的重要研究方式，但是现有的水池实验存在造波程序复杂、占地面积大、安装成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种风浪环境模拟装置和系统，其中，风浪环境模拟装置能够模拟不同工况下的风浪作用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种风浪环境模拟装置，包括支撑板，所述支撑板的下方设有电磁线圈，所述支撑板上设有塔筒和用于发电的风机，所述风机位于所述支撑板的上方，所述塔筒的顶端与所述风机相连，所述塔筒的底端与所述支撑板相连，所述塔筒的底端设有球头，所述支撑板上设有与所述球头配合的内腔，所述球头的底部连接有磁性体，所述电磁线圈位于所述磁性体的外周，所述支撑板的底部设有用于带动所述支撑板沿高度方向振动的运动部件。

优选的，所述运动部件包括轴线沿水平方向设置的转轴，所述转轴的外周套设有转动块，所述支撑板的底部与所述转动块的外周抵接，所述转动块沿高度方向的截面呈椭圆形。

优选的，所述运动部件设有多个，多个所述运动部件绕所述球头的周向设置。

优选的，包括用于带动所述转轴旋转的驱动装置。

优选的，所述电磁线圈上连接有用于改变所述电磁线圈磁场情况的电路。

优选的，所述磁性体为球形，所述磁性体与所述支撑板之间设有支撑杆。

一种风浪环境模拟系统，包括风洞和以上任一项所述的风浪环境模拟装置，所述风机设在所述风洞内部。

优选的，所述风洞包括底座，所述底座上设有与所述支撑板配合的安装座，所述支撑板与所述安装座可拆卸连接。

优选的，所述安装座包括与所述支撑板外周配合的限位环。

优选的，所述风洞内设有用于采集风压、风速、风向等参数的测量装置。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：该风浪环境模拟装置在使用时，可以通过向电磁线圈和运动部件输入模拟海上风机受到海浪作用的电信号，电磁线圈在电的驱动下可以产生不同的磁场，在不同的磁场下，磁性体受到不同的磁力转动而产生不同的位移，并通过球头带动风机转动产生前后左右的摇摆，运动部件中的运动部件工作时，带动支撑板上下运动，通过球头带动风机上下运动，模拟海浪的效果，该风浪环境模拟装置可以通过向电磁线圈和运动部件输入多种电信号，通过控制磁性体和运动部件的转动速度和方向来实现多种模拟效果，其能够模拟真实情况下的海上漂浮式风力发电机，使用方便，结构简单，动作灵活，不易卡滞。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型风浪环境模拟装置的一个实施例的立体图；

图2是本实用新型风浪环境模拟系统的一个实施例的截面图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本实用新型的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

其中，图1和图2给出了本实用新型实施例的参考方向坐标系，以下结合图1和图2所示的方向，对本实用新型的实施例进行说明。

本实用新型的实施例提供了一种风浪环境模拟装置，参见图1、图2，包括支撑板100，支撑板100的下方设有电磁线圈200，支撑板100上设有塔筒300和用于发电的风机400，风机400位于支撑板100的上方，塔筒300的顶端与风机400相连，塔筒300的底端与支撑板100相连，塔筒300的底端设有球头310，支撑板100上设有与球头310配合的内腔，球头310的底部连接有磁性体500，电磁线圈200位于磁性体500的外周，支撑板100的底部设有用于带动支撑板100沿高度方向振动的运动部件600，该风浪环境模拟装置在使用时，可以向电磁线圈200和运动部件600输入模拟海上风机受到海浪作用的电信号，电磁线圈200在电的驱动下可以产生不同的磁场，在不同的磁场下，磁性体500受到不同的磁力转动而产生不同的位移，并通过球头310带动风机400转动产生前后左右的摇摆，运动部件中600工作时，带动支撑板100上下运动，通过球头310带动风机400上下运动，模拟海浪的效果，该风浪环境模拟装置可以通过向电磁线圈200和运动部件600输入多种电信号，通过控制磁性体500和运动部件600的转动速度和方向来实现多种模拟效果，其能够模拟真实情况下的海上漂浮式风力发电机，使用方便，结构简单，动作灵活，不易卡滞，便捷简单地模拟不同的漂浮式海上风机模型在海浪作用下的振动情况。

在某些实施例中，通过电子计算机对输入信号进行控制，在使用时，计算控制模块将根据需要输入的运动形式来计算出电磁线圈200的实际磁场和运动部件600的运动情况，并转换成电信号输出给电磁线圈200和运动部件600，完成相应的多种运动控制，使得漂浮式海上风力发电机的有关实验脱离海洋工程水池，使用方便，成本也将大幅下降，摆脱了传统风洞实验中水池实验的不足与局限性。

参见图1、图2，参见图2，运动部件600包括轴线沿水平方向设置的转轴610，转轴610的的外周套设有转动块620，支撑板100的底部与转动块620的外周抵接，转动块620沿高度方向的截面呈椭圆形，从而带动支撑板100上下震动，模拟海浪运动效果。

参见图2，运动部件600设有多个，多个运动部件600绕球头310的周向设置，实现更精确地海上风浪情况模拟，优选的，运动部件600设有4个，4个运动部件均匀布置在球头310的外周。

作为本实用新型优选的实施方式，包括用于带动转轴610旋转的驱动装置，通过电信号控制驱动装置来带动转轴610旋转。

作为本实用新型优选的实施方式，电磁线圈200上连接有用于改变电磁线圈200磁场情况的电路。

参见图1、图2，磁性体500为球形，磁性体500与支撑板100之间设有支撑杆510，便于通过电磁线圈200控制磁性体500转动。

本实用新型的实施例还提供一种风浪环境模拟系统，参见图2，包括风洞700和上述任一实施例所述的风浪环境模拟装置，风机400设在风洞700内部，摆脱了传统风洞实验中水池实验的不足与局限性。

参见图2，风洞700包括底座710，底座710上设有与支撑板100配合的安装座720，支撑板100与安装座720可拆卸连接，便于将该风浪环境模拟装置安装在风洞700中。

参见图2，安装座720包括与支撑板100外周配合的限位环，优选的，限位环位于风洞700的底部，可以防止支撑板100发生水平位移。

在某些实施例中，风洞700内设有用于采集风压、风速、风向等参数的测量装置，用于采集不同风浪环境耦合工况下海上风机模型的风压、风速、风向、应力等参数，便于进行后续试验。

优选的，风浪环境模拟系统包括数据采集系统，将测得的参数通过电信号传给电子计算机进行实时监测显示。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种风浪环境模拟装置，其特征在于：包括支撑板，所述支撑板的下方设有电磁线圈，所述支撑板上设有塔筒和用于发电的风机，所述风机位于所述支撑板的上方，所述塔筒的顶端与所述风机相连，所述塔筒的底端与所述支撑板相连，所述塔筒的底端设有球头，所述支撑板上设有与所述球头配合的内腔，所述球头的底部连接有磁性体，所述电磁线圈位于所述磁性体的外周，所述支撑板的底部设有用于带动所述支撑板沿高度方向振动的运动部件。

2.根据权利要求1所述的风浪环境模拟装置，其特征在于：所述运动部件包括轴线沿水平方向设置的转轴，所述转轴的外周套设有转动块，所述支撑板的底部与所述转动块的外周抵接，所述转动块沿高度方向的截面呈椭圆形。

3.根据权利要求2所述的风浪环境模拟装置，其特征在于：所述运动部件设有多个，多个所述运动部件绕所述球头的周向设置。

4.根据权利要求2所述的风浪环境模拟装置，其特征在于：包括用于带动所述转轴旋转的驱动装置。

5.根据权利要求1所述的风浪环境模拟装置，其特征在于：所述电磁线圈上连接有用于改变所述电磁线圈磁场情况的电路。

6.根据权利要求1所述的风浪环境模拟装置，其特征在于：所述磁性体为球形，所述磁性体与所述支撑板之间设有支撑杆。

7.一种风浪环境模拟系统，其特征在于：包括风洞和权利要求1～6中任一项所述的风浪环境模拟装置，所述风机设在所述风洞内部。

8.根据权利要求7所述的风浪环境模拟系统，其特征在于：所述风洞包括底座，所述底座上设有与所述支撑板配合的安装座，所述支撑板与所述安装座可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的风浪环境模拟系统，其特征在于：所述安装座包括与所述支撑板外周配合的限位环。

10.根据权利要求7所述的风浪环境模拟系统，其特征在于：所述风洞内设有用于采集风压、风速、风向等参数的测量装置。

Images