專利名稱：一種大型風力發(fā)電機新型磁鋼快速仿真測試系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)電機，尤其是一種大型風力發(fā)電機新型磁鋼快速仿真測試 系統(tǒng)。
背景技術：
稀土類永磁材料因為磁場強度高，性價比高，不僅應用于衛(wèi)星發(fā)動機和艦艇上，在 可靠性和效率要求較高的民用場合也得到越來越廣泛的應用，目前最新一代的永磁直驅風 力發(fā)電機一般采用高品質的釹鐵硼稀土永磁材料作為磁極。用于大型直驅風力發(fā)電機組 中，是釹鐵硼永磁體新開辟的高端應用領域，由于產(chǎn)品的應用環(huán)境苛刻，對產(chǎn)品的性能、穩(wěn) 定性等各個方面提出了極高的要求。特別是當永磁發(fā)電機長時間大載荷運行時就會產(chǎn)生高 溫，使稀土永磁材料處于高溫環(huán)境條件下，而這時稀土永磁材料又處于定子繞組的電流產(chǎn) 生的最強的變動電磁場作用下，同時這也是發(fā)電機的震動最為強烈的時候。磁鋼處于這種 高溫和較強磁場和有震動的情況下，新設計的磁鋼是否會失磁？磁鋼在離心力作用下是否 會破碎？這些指標目前只能在現(xiàn)場使用中測試，而大型風力發(fā)電機現(xiàn)場測試拆裝是十分困 難的。所以永磁直驅發(fā)電機研制或改型需要一個很長的周期。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供 一種大型風力發(fā)電機新型磁鋼快速仿真測試系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)一種大型風力發(fā)電機新型磁鋼快速 仿真測試系統(tǒng)，其特征在于，包括與電網(wǎng)連接的變頻調(diào)速器、拖動電動機、齒輪減速機、調(diào)測 控制器以及模擬大型風力發(fā)電機，所述的變頻調(diào)速器與拖動電動機連接，所述的拖動電動 機通過齒輪減速機與被測試的模擬大型風力發(fā)電機連接，所述的調(diào)測控制器與變頻調(diào)速器 以及模擬大型風力發(fā)電機控制連接；所述的模擬大型風力發(fā)電機的轉子上按預定設計安裝 被測試新型磁鋼。本實用新型還包括力矩傳感器，該力矩傳感器設于被測試的模擬大型風力發(fā)電機 的基座聯(lián)接處，所述的力矩傳感器與調(diào)測控制器連接。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型應用了電機變頻調(diào)速技術和齒輪箱變速技術，由變 頻調(diào)速器和拖動電動機與變速齒輪箱共同組成了具有大扭矩，并可在設定的變速范圍內(nèi) (例如0 沈轉/分范圍內(nèi))，長時間穩(wěn)定地工作在任何一個工作轉速上的電機變速驅動 裝置；這樣的電機變速驅動裝置能使被測模擬大型風力發(fā)電機可以與風力發(fā)電機在野外現(xiàn) 場相同的變速方式工作，就使我們能夠準確測試每一個不同轉速時發(fā)電機的電器性能和機 械性能，所以本實用新型的測試系統(tǒng)為轉子上按預定設計安裝被測試釹鐵硼永磁體的模擬 大型風力發(fā)電機提供了變速測試的條件。我們只要監(jiān)測調(diào)測控制器上的變化，就能快速仿 真測試新型磁鋼動態(tài)條件下，是否失磁，是否破碎，而傳統(tǒng)測試在風電場實際測試，耗時周 期長，拆裝成本高。
3[0007]本實用新型對加快永磁直驅發(fā)電機研制或改型起重要作用。
圖1為本實用新型的原理圖具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。圖1所示，一種大型風力發(fā)電機新型磁鋼快速仿真測試系統(tǒng)，包括與電網(wǎng)連接的 變頻調(diào)速器1、拖動電動機2、齒輪減速機3、調(diào)測控制器4以及模擬大型風力發(fā)電機6，所述 的變頻調(diào)速器1與拖動電動機2連接，所述的拖動電動機2通過齒輪減速機3與被測試的 模擬大型風力發(fā)電機6連接，所述的調(diào)測控制器4與變頻調(diào)速器1以及模擬大型風力發(fā)電 機6控制連接；所述的模擬大型風力發(fā)電機6的轉子上按預定設計安裝被測試新型磁鋼。本實用新型還包括力矩傳感器，該力矩傳感器設于被測試的模擬大型風力發(fā)電機 的基座聯(lián)接處，所述的力矩傳感器與調(diào)測控制器連接。本測試系統(tǒng)對于每一個不同轉速時模擬風力發(fā)電機的功率、力矩、轉速、勻可直接 測取。能進行模擬風力發(fā)電機各種轉速時的空載電壓、超速、過負載、噪聲、功率特性、溫升 等動態(tài)試驗項目的測試。由于電網(wǎng)頻率固定為50Hz，拖動電機的額定功率也為50Hz，而且一般大功率電機 為4級和6級最為常見，其轉速分別為1500轉/分和1000轉/分。直接拖動額定轉速為 20轉/分的風力發(fā)電機是不允許的。其間必需加入減速器，也就是變速齒輪箱。所以本實用新型首先選取合適的減速齒輪箱，當拖動電機工作在額定轉速時，就 可以使永磁發(fā)電機實現(xiàn)額定轉速。這時就可以測試額定轉速時大型模擬風力發(fā)電機的各項 電氣與機械性能，從而可以從電氣與機械性能的測試數(shù)據(jù)中，判斷發(fā)電機上的被測試磁鋼 是否與設計理論值相符。但是這種僅有減速齒輪箱的裝置因為拖動電機只能工作在額定轉速下，所以也只 能測額定轉速時的永磁直驅風力發(fā)電機的電器性能和機械性能，無法測試在其他轉速時的 性能。為此我們再在系統(tǒng)中加入電機變頻調(diào)速器，變頻調(diào)速器能使拖動電機穩(wěn)定地工作 在不同轉速下。因此這種由變頻調(diào)速器和拖動電動機與變速齒輪箱共同組成的電機驅動裝 置就能使永磁直驅發(fā)電機穩(wěn)定地工作在不同轉速下。所以本實用新型是應用了電機變頻調(diào)速技術和齒輪箱變速技術，兩種變速技術， 由變頻調(diào)速器和拖動電動機與變速齒輪箱共同組成了具有大扭矩，低轉速的電機驅動系 統(tǒng)，可驅動被測永磁直驅低速發(fā)電機在設定的變速范圍內(nèi)(例如0 25轉/分范圍內(nèi))，長 時間穩(wěn)定地工作在任何一個工作轉速上。這樣被測模擬風力發(fā)電機就可以仿真野外現(xiàn)場相 同的工作方式工作，使我們能夠準確測試每一個不同轉速時模擬風力發(fā)電機轉子上新型磁 鋼的電磁性能和機械性能，判斷磁鋼是否失磁，是否在離心力作用下破碎。具體測試內(nèi)容和方法按國標進行。本發(fā)明只提供測試系統(tǒng)。本系統(tǒng)能使永磁直驅發(fā)電機長時間地穩(wěn)定地工作在0 26轉/分之間任何一個 設定的轉速上，供測試者測試。[0020] 當模擬負載5電阻斷開時，可進行各轉速下的的空載特性；當模擬負載5電阻為零 時，可測試各種轉速下的短路特性。
權利要求1.一種大型風力發(fā)電機新型磁鋼快速仿真測試系統(tǒng)，其特征在于，包括與電網(wǎng)連接的 變頻調(diào)速器(1)、拖動電動機O)、齒輪減速機(3)、調(diào)測控制器以及模擬大型風力發(fā)電 機(6)，所述的變頻調(diào)速器與拖動電動機連接，所述的拖動電動機通過齒輪減速機與被測試 的模擬大型風力發(fā)電機連接，所述的調(diào)測控制器與變頻調(diào)速器以及模擬大型風力發(fā)電機控 制連接；所述的模擬大型風力發(fā)電機的轉子上按預定設計安裝被測試新型磁鋼。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大型風力發(fā)電機新型磁鋼快速仿真測試系統(tǒng)，其特征在 于，還包括力矩傳感器，該力矩傳感器設于被測試的模擬大型風力發(fā)電機的基座聯(lián)接處，所 述的力矩傳感器與調(diào)測控制器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種大型風力發(fā)電機新型磁鋼快速仿真測試系統(tǒng)，包括與電網(wǎng)連接的變頻調(diào)速器、拖動電動機、齒輪減速機、調(diào)測控制器以及模擬大型風力發(fā)電機，所述的變頻調(diào)速器與拖動電動機連接，所述的拖動電動機通過齒輪減速機與被測試的模擬大型風力發(fā)電機連接，所述的調(diào)測控制器與變頻調(diào)速器以及模擬大型風力發(fā)電機控制連接；所述的模擬大型風力發(fā)電機的轉子上按預定設計安裝被測試新型磁鋼。本實用新型對加快永磁直驅發(fā)電機研制或改型起重要作用。
文檔編號G01R31/34GK201886131SQ201020638099
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2010年12月2日
發(fā)明者呂先明, 徐建新, 李勇, 柳東亞, 梁虎岑, 武樹森, 王叢利, 賈大江, 鄭健, 高建宏 申請人:上海萬德風力發(fā)電股份有限公司