專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗裝置，尤其是一種用于外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)型式試驗的試驗裝置。
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。兆瓦級的風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于特大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，對于這種風(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，根據(jù)勵磁裝置的布置方式，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，為了驗證是否與設(shè)計參數(shù)相符，必須經(jīng)過型式試驗，試驗各項參數(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，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)艙做電動運行為拖動風(fēng)電機(jī)組、另一套機(jī)艙做發(fā)電運行為試驗風(fēng)電機(jī)組；電網(wǎng)提供的能量通過拖動風(fēng)電機(jī)組側(cè)的變流柜,給拖動電機(jī)提供電能,拖動風(fēng)電機(jī)組通過主軸及聯(lián)軸器帶動試驗風(fēng)電機(jī)組運轉(zhuǎn)，并為試驗風(fēng)電機(jī)組提供所需轉(zhuǎn)矩；試驗風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生的電能再通過變流柜反饋給拖動風(fēng)電機(jī)組；試驗風(fēng)電機(jī)組在不同工況運行時，通過測試系統(tǒng)檢測出試驗風(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、拖動電動機(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、拖動電動機(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、拖動電動機(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)方案均是采用兩臺發(fā)電機(jī)對拖的方法，這種試驗方法對于雙饋式機(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，如果也采用對拖的方法進(jìn)行試驗，其試驗場地的面積很大，兩臺發(fā)電機(jī)的對接也是非常困難的。直驅(qū)式外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)的型式試驗可以采用驅(qū)動變頻電機(jī)拖動單臺發(fā)電機(jī)的試驗方法，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)動變頻電機(jī)驅(qū)動減速箱再帶動聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動。采用這種方法必須要有一個剛性及強(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)動時產(chǎn)生的動載荷；還需要制造一個價格很高，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，由于減速箱有多級齒輪傳動，其機(jī)械損耗無法精確測量，因此在測量發(fā)電機(jī)的實際功率時其數(shù)據(jù)與客觀值會存在一定的誤差。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的型式試驗裝置，為外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)カ發(fā)電機(jī)型式試驗提供一個適用的測試平臺，減小試驗平臺的體積和面積，降低聯(lián)軸器的制造成本。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的型式試驗裝置，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)ー側(cè)的可固定的支座、位于被試發(fā)電機(jī)另ー側(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干與被試發(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カ臂上，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)，所述的カ臂為截面逐漸變大的エ字梁結(jié)構(gòu)，所述的カ臂的大截面端與被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸固定，所述的カ臂的小截面端與測カ裝置連接，所述的測 力裝置與固定在基礎(chǔ)上的連接座連接。進(jìn)ー步地，所述的測力裝置為拉壓カ傳感器。進(jìn)ー步地，所述的膜片為具有變截面的弾性圓盤。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，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。本實用新型的有益效果是本實用新型采用兩支點的支撐方式，一端為支座，另ー端為減速箱，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)定子的主軸連接在カ臂上，力臂的小截面端與測カ裝置連接，當(dāng)被試發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，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カ臂上，測カ裝置可直接測量出數(shù)據(jù)，將其乘以カ臂的長度，便可計算出實際動態(tài)電磁力矩和功率。減速箱的低速軸除承受扭矩外，還作為ー個支點承受試驗裝置中傳動部件的部分重量。在試驗過程中基礎(chǔ)不承受傾覆カ矩，從而減化了試驗裝置的結(jié)構(gòu)，減小了試驗平臺的體積和面積。本實用新型為外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)カ發(fā)電機(jī)型式試驗提供一個適用的測試平臺，降低聯(lián)軸器的制造成本。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型進(jìn)ー步說明。圖I是本實用新型安裝被試發(fā)電機(jī)測試時的結(jié)構(gòu)布置示意圖；圖2是本實用新型中測カ裝置與力臂的連接示意圖；圖3是本實用新型中膜片的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.支座，2.主軸，3.カ臂，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.拉壓カ傳感器。
具體實施方式
[0018]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進(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實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(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的重量及運轉(zhuǎn)時的慣性力矩。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，是一個變截面的圓盤，在試驗過程中可在一定程度上消除被試發(fā)電機(jī)4與驅(qū)動軸中心不同軸所帶來的影響。型式試驗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)動時，帶動減速箱7高速軸轉(zhuǎn)動，減速箱7低速軸帶動膜片6轉(zhuǎn)動，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，外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時產(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。本實用新型采用兩支點承的方式，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中是靜止不動的；只承受垂直力，減速箱7的低速軸作為一個支點承受試驗裝置中傳動部件的部分重量，在試驗過程中基礎(chǔ)不承受縱向傾覆力矩，從而減化了試驗裝置的結(jié)構(gòu)，減小了試驗平臺的體積和面積。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型而并非限制本實用新型所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述實施例對本實用新型已進(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，仍然可以對本實用新型進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本實用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的型式試驗裝置，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)ー側(cè)的可固定的支座、位于被試發(fā)電機(jī)另ー側(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干與被試發(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カ臂上，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)，所述的カ臂為截面逐漸變大的エ字梁結(jié)構(gòu)，所述的カ臂的大截面端與被試發(fā)電機(jī)定子上的主軸固定，所述的カ臂的小截面端與測カ裝置連接，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所述的ー種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的型式試驗裝置，其特征在于所述的測力裝置為拉壓カ傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的型式試驗裝置，其特征在于所述的膜片為具有變截面的彈性圓盤。
專利摘要本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的型式試驗裝置，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。本實用新型為外轉(zhuǎn)子直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)型式試驗提供一個適用的測試平臺，減小試驗平臺的體積和面積，降低聯(lián)軸器的制造成本。
文檔編號G01R31/34GK202661600SQ201220117189
公開日2013年1月9日 申請日期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 申請人:江蘇新譽(yù)重工科技有限公司, 新譽(yù)集團(tuán)有限公司