專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置，尤其是一種用于外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械。從能量轉(zhuǎn)換的角度來看，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)兩大部分。風(fēng)力機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，發(fā)電機(jī)則是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。兆瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于特大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，對(duì)于這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)常將其分成以下三類雙饋式、直驅(qū)式和混合式，在直驅(qū)式發(fā)電機(jī)中多數(shù)均采用永磁同步發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)利用多極永磁體勵(lì)磁，通過全功率變流器接入電網(wǎng)，具有效率高，噪聲小，穩(wěn)定性可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)勵(lì)磁裝置的布置方式，這種發(fā)電機(jī)又可分外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子兩種。風(fēng)力發(fā)電機(jī)在制作裝配完成后，為了驗(yàn)證是否與設(shè)計(jì)參數(shù)相符，必須經(jīng)過型式試驗(yàn)，試驗(yàn)各項(xiàng)參數(shù)如發(fā)電機(jī)的效率、功率因數(shù)、額定轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)和溫升限值等是否滿足要求。在先專利ZL200910044129. I公開了一種風(fēng)電機(jī)組整機(jī)全功率測試方法及試驗(yàn)裝置，采用雙機(jī)組能量回饋法進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組整機(jī)全功率試驗(yàn)，將兩套風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙按背靠背的方式安裝，其中一套機(jī)艙做電動(dòng)運(yùn)行為拖動(dòng)風(fēng)電機(jī)組、另一套機(jī)艙做發(fā)電運(yùn)行為試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組；電網(wǎng)提供的能量通過拖動(dòng)風(fēng)電機(jī)組側(cè)的變流柜,給拖動(dòng)電機(jī)提供電能,拖動(dòng)風(fēng)電機(jī)組通過主軸及聯(lián)軸器帶動(dòng)試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，并為試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組提供所需轉(zhuǎn)矩；試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生的電能再通過變流柜反饋給拖動(dòng)風(fēng)電機(jī)組；試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組在不同工況運(yùn)行時(shí)，通過測試系統(tǒng)檢測出試驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組的輸出特性。在先專利ZL200810200679. 3公開了一種大型永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真測試系統(tǒng)，包括變頻調(diào)速器、拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)、減速器、永磁發(fā)電機(jī)、并網(wǎng)逆變器、機(jī)組控制器、與外部電網(wǎng)電連接的局域電網(wǎng)以及調(diào)測控制器，所述的變頻調(diào)速器、拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)、減速器、永磁發(fā)電機(jī)、并網(wǎng)逆變器以及局域電網(wǎng)依次電連接，該局域電網(wǎng)還與機(jī)組控制器、變頻調(diào)速器電連接，所述的機(jī)組控制器與永磁發(fā)電機(jī)、并網(wǎng)逆變器控制連接，所述的調(diào)測控制器與變頻調(diào)速器、拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)、減速器、永磁發(fā)電機(jī)、并網(wǎng)逆變器、局域電網(wǎng)以及外部電網(wǎng)控制連接。上述的技術(shù)方案均是采用兩臺(tái)發(fā)電機(jī)對(duì)拖的方法，這種試驗(yàn)方法對(duì)于雙饋式機(jī)組和內(nèi)轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言是可行的，但對(duì)于直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)來說，由于其體積龐大，如果也采用對(duì)拖的方法進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)場地的面積很大，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的對(duì)接也是非常困難的。直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)可以采用驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)拖動(dòng)單臺(tái)發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)方法，定子固定在機(jī)架上，外轉(zhuǎn)子通過過渡盤與聯(lián)軸器連接，驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速箱再帶動(dòng)聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)。采用這種方法必須要有一個(gè)剛性及強(qiáng)度、體積均足夠大的基座和用來安裝基座的基礎(chǔ)，以承受發(fā)電機(jī)的重量及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷；還需要制造一個(gè)價(jià)格很高，體積很大的柔性聯(lián)軸器；此外，由于市面上只有小量程扭矩傳感器，要測量大扭矩，只能把扭矩傳感器放在減速箱高速端進(jìn)行間接測量，由于減速箱有多級(jí)齒輪傳動(dòng)，其機(jī)械損耗無法精確測量，因此在測量發(fā)電機(jī)的實(shí)際功率時(shí)其數(shù)據(jù)與客觀值會(huì)存在一定的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置，為外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)提供一個(gè)適用的測試平臺(tái)，減小試驗(yàn)平臺(tái)的體積和面積，降低聯(lián)軸器的制造成本。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置， 用于測試被試發(fā)電機(jī)的電磁力矩，具有位于被試發(fā)電機(jī)一側(cè)的可固定的支座、位于被試發(fā)電機(jī)另一側(cè)的可固定的變頻器與減速箱，變頻器輸出軸連接減速箱的高速軸，減速箱的低速軸上安裝有膜片，所述的型式試驗(yàn)裝置具有懸空的適配器，所述的適配器為錐形殼體，所述的膜片與適配器的小直徑端連接，所述的適配器的大直徑端用于與被試發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子連接，被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸固定在力臂上，被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸的伸出部分通過軸承插入支座內(nèi)，所述的力臂為截面逐漸變大的工字梁結(jié)構(gòu)，所述的力臂的大截面端與被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸固定，所述的力臂的小截面端與測力裝置連接，所述的測力裝置與固定在基礎(chǔ)上的連接座連接。進(jìn)一步地，所述的測力裝置為拉壓力傳感器。進(jìn)一步地，所述的膜片為具有變截面的彈性圓盤。這種形式的膜片既有強(qiáng)度又有柔性，既可承受垂直力，又可以承受扭矩，在適配器受到載重、扭矩雙重作用時(shí)，可有效地解決因發(fā)電機(jī)軸心與適配器軸心不重合而可能產(chǎn)生的卡死或者損壞發(fā)電機(jī)軸承的現(xiàn)象發(fā)生。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用兩支點(diǎn)的支撐方式，一端為支座，另一端為減速箱，被試發(fā)電機(jī)主軸套入支座的軸承內(nèi)，外轉(zhuǎn)子通過適配器和膜片與減速箱的低速軸連接，被試發(fā)電機(jī)定子的主軸連接在力臂上，力臂的小截面端與測力裝置連接，當(dāng)被試發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，外轉(zhuǎn)子上永磁磁鋼與內(nèi)轉(zhuǎn)子上的發(fā)電繞組產(chǎn)生的電磁力矩就作用在力臂上，測力裝置可直接測量出數(shù)據(jù)，將其乘以力臂的長度，便可計(jì)算出實(shí)際動(dòng)態(tài)電磁力矩和功率。減速箱的低速軸除承受扭矩外，還作為一個(gè)支點(diǎn)承受試驗(yàn)裝置中傳動(dòng)部件的部分重量。在試驗(yàn)過程中基礎(chǔ)不承受傾覆力矩，從而減化了試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)，減小了試驗(yàn)平臺(tái)的體積和面積。本發(fā)明為外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)提供一個(gè)適用的測試平臺(tái)，降低聯(lián)軸器的制造成本。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明安裝被試發(fā)電機(jī)測試時(shí)的結(jié)構(gòu)布置示意圖；圖2是本發(fā)明中測力裝置與力臂的連接示意圖；圖3是本發(fā)明中膜片的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.支座，2.主軸，3.力臂，4.被試發(fā)電機(jī)，5.適配器，6.膜片，7.減速箱， 8.變頻電機(jī)，9.拉壓力傳感器。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖I圖2所示，一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置，用于測試被試發(fā)電機(jī)4的電磁力矩，具有位于被試發(fā)電機(jī)4 一側(cè)的可固定的支座I、位于被試發(fā)電機(jī)4另一側(cè)的可固定的變頻電機(jī)8與減速箱7，支座I固定在被試發(fā)電機(jī)4 一側(cè)的基礎(chǔ)上，變頻電機(jī)8與減速箱7 固定在被試發(fā)電機(jī)4另一側(cè)的基礎(chǔ)上。支座I用于支承被試發(fā)電機(jī)4的重量及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力矩。變頻電機(jī)8輸出軸連接減速箱7的高速軸，減速箱7的低速軸上安裝有膜片6，如圖3所示，膜片6為具有變截面的彈性圓盤。膜片6采用具有彈性的金屬材料制成，是一個(gè)變截面的圓盤，在試驗(yàn)過程中可在一定程度上消除被試發(fā)電機(jī)4與驅(qū)動(dòng)軸中心不同軸所帶來的影響。型式試驗(yàn)裝置具有懸空的適配器5，適配器5為錐形殼體，膜片6與適配器5的小直徑端連接，適配器5的大直徑端與被試發(fā)電機(jī)4的外轉(zhuǎn)子連接。適配器5具有載重及同軸度補(bǔ)償?shù)淖饔?。被試發(fā)電機(jī)4定子固定在力臂3上，力臂3通過軸承支承在主軸2上，主軸2插入在支座I內(nèi)。如圖2所示，力臂3為截面逐漸變大的工字梁結(jié)構(gòu)，測力裝置為拉壓力傳感器9。 力臂3的大截面端與被試發(fā)電機(jī)4定子固定，力臂3的小截面端與拉壓力傳感器9連接，拉壓力傳感器9與固定在基礎(chǔ)上的連接座連接。主軸2只承受垂直力，不承受扭矩。當(dāng)變頻電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)減速箱7高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)，減速箱7低速軸帶動(dòng)膜片6轉(zhuǎn)動(dòng)， 因膜片6與適配器5的小直徑端連接，適配器5的大直徑端與被試發(fā)電機(jī)4的外轉(zhuǎn)子連接， 從而使被試發(fā)電機(jī)4外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電磁力矩由定子傳到力臂3上，力臂 3再傳遞到拉壓力傳感器9，扭矩的大小就是力臂3的長度乘上拉壓力傳感器9的讀數(shù)的結(jié)果。由于定子安裝在力臂3上，在測量被試發(fā)電機(jī)4的電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)只要將拉壓力傳感器9 上的壓力數(shù)乘上力臂3的長度就得到被試發(fā)電機(jī)4的扭矩值，因而降低了對(duì)拉壓力傳感器 9的測試范圍要求，極大地提高了測試精度。本發(fā)明采用兩支點(diǎn)承的方式，被試發(fā)電機(jī)4支撐在支座I與減速箱7之間，其主軸 2在支座I中是靜止不動(dòng)的；只承受垂直力，減速箱7的低速軸作為一個(gè)支點(diǎn)承受試驗(yàn)裝置中傳動(dòng)部件的部分重量，在試驗(yàn)過程中基礎(chǔ)不承受縱向傾覆力矩，從而減化了試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)，減小了試驗(yàn)平臺(tái)的體積和面積。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置，用于測試被試發(fā)電機(jī)的電磁力矩，其特征在于 具有位于被試發(fā)電機(jī)一側(cè)的可固定的支座、位于被試發(fā)電機(jī)另一側(cè)的可固定的變頻電機(jī)與減速箱，變頻電機(jī)輸出軸連接減速箱的高速軸，減速箱的低速軸上安裝有膜片，所述的型式試驗(yàn)裝置具有懸空的適配器，所述的適配器為錐形殼體，所述的膜片與適配器的小直徑端連接，所述的適配器的大直徑端用于與被試發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子連接，被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸固定在力臂上，被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸的伸出部分通過軸承插入支座內(nèi)，所述的力臂為截面逐漸變大的工字梁結(jié)構(gòu)，所述的力臂的大截面端與被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸固定， 所述的力臂的小截面端與測力裝置連接，所述的測力裝置與固定在基礎(chǔ)上的連接座連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的測力裝置為拉壓力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的膜片為具有變截面的彈性圓盤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗(yàn)裝置，用于測試被試發(fā)電機(jī)的電磁力矩，具有支座、變頻電機(jī)、減速箱、適配器，變頻電機(jī)輸出軸連接減速箱的高速軸，減速箱的低速軸上安裝有膜片，膜片與適配器的小直徑端連接，適配器的大直徑端用于與被試發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子連接，被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸固定在力臂上，主軸的伸出部分通過軸承插入支座內(nèi)，力臂的大截面端與被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸固定，力臂的小截面端與測力裝置連接，測力裝置與固定在基礎(chǔ)上的連接座連接。本發(fā)明為外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)提供一個(gè)適用的測試平臺(tái)，減小試驗(yàn)平臺(tái)的體積和面積，降低聯(lián)軸器的制造成本。
文檔編號(hào)G01R31/34GK102608531SQ20121008215
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者朱庭綱, 邵峰 申請(qǐng)人:新譽(yù)集團(tuán)有限公司, 江蘇新譽(yù)重工科技有限公司