[發明專利]風力發電機組試驗臺模擬加載裝置

無效

• 申請號: 201110083684.2
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102156047A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 羅竹輝;周曉軍;嚴偉鑫;楊辰龍;黎建軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種模擬加載裝置，尤其是一種風力發電機組試驗臺模擬加載裝置。

背景技術

隨著能源危機的不斷加劇，風力發電以其環保、可持續的特點成為解決能源危機的重要途徑。由于風力發電機組應用環境的惡劣程度以及對機組長壽命、高可靠性和安全性的特殊要求，建立風力發電機組試驗臺，對風力發電機組的重要部件如齒輪箱、主軸、發電機等進行測試，對優化產品性能、保障產品質量有著非常重要的作用。

由于風力發電機組實際運行工況復雜，主軸端部將受到徑向載荷、軸向載荷、彎矩及扭矩等空間6個自由度力和力矩的共同作用。因此，要保證風力發電機組試驗臺試驗結果的準確性，必須盡可能準確的模擬風力發電機組實際運行工況下的載荷。傳統的風力發電機組試驗臺大都只模擬風輪轉動產生的繞主軸軸線的扭矩；專利CN101614615B針對直升機尾減速器的受力特點用三個液壓缸實現了4個自由度的加載；專利CN201680969U使用12個液壓缸對風力發電機組試驗臺進行加載，但徑向平面內的四個液壓缸施加的力之間有約束關系，極大的增加了控制的難度，且液壓缸過多導致所占空間大、成本高。

發明內容

針對風力發電機組載荷特點，本發明的目的旨在提供結構簡單緊湊、容易控制的一種風力發電機組試驗臺模擬加載裝置。通過該裝置為風力發電機組試驗臺提供風力發電機組實際運行工況下的各種載荷。

本發明采用的技術方案是：

本發明包括扭矩傳感器，加載軸，兩個加載軸承座，四個垂向雙作用油缸，兩個軸向雙作用油缸，兩根連桿；驅動軸通過單法蘭柔性聯軸器、扭矩傳感器、法蘭與加載軸和法蘭與風力發電機主軸法蘭連接；加載軸兩端分別通過加載軸承支撐在加載軸承座中，四個垂向雙作用油缸的一端分別與底座連接，四個垂向雙作用油缸的另一端兩個為一組，分別對稱連接在各自的加載軸承座圓周方向上xy平面內的兩側；兩個軸向雙作用油缸的一端分別與底座連接，另一端分別對稱連接在近風力發電機主軸法蘭端加載軸承座圓周方向上xy平面內的兩側；兩根連桿的一端分別連接在底座上，另一端分別連接在兩個加載軸承座xz平面的下部。

本發明的有益效果是：

1、本發明可以模擬風力發電機組實際運行工況下六個自由度的各種載荷。

2、在徑向平面內僅布置一個方向的油缸，利用連桿將垂向力轉化為水平力，結構簡單緊湊，實現任意徑向力的加載，避免了y、z兩個方向均布置油缸而產生的油缸力之間的約束問題，便于控制，減少了布置空間和成本。

附圖說明

圖1是風力發電機組實際運行工況載荷示意圖。

圖2是本發明三維結構圖。

圖3是本發明剖面圖。

圖4是徑向平面加載受力分析圖。

圖中：1-底座，2-垂向雙作用油缸，3-加載軸承座，4-軸向雙作用油缸，5-加載軸，6-加載軸承座，7-風力發電機主軸法蘭，8-連桿，9-驅動軸，10-單法蘭柔性聯軸器，11-扭矩傳感器，12-法蘭，13-加載軸承，14-加載軸承，15-法蘭；????????????????????????????????????????????????-軸向力，-y方向徑向力，-z方向徑向力，-繞x軸扭矩，-繞y軸彎矩，-繞z軸彎矩，-左側油缸力，-右側油缸力，-連桿力，-徑向y方向反力，-徑向z方向反力，-軸線到兩側油缸距離，-軸線所在水平面到連桿的距離，-徑向反力，-徑向反力與y軸的夾角。

具體實施方式

以下結合附圖和實施方式對本發明作進一步的描述。

如圖1所示，風力發電機組實際運行時，受到軸向力、徑向力和、繞x軸的扭矩、繞y軸和z軸的彎矩和六個自由度的載荷，因此，要保證風力發電機組試驗臺試驗結果的準確性，必須對風力發電機組實際運行工況下的載荷進行模擬。

本發明結構如圖2、圖3所示，本發明包括扭矩傳感器11，加載軸5，兩個加載軸承座3、6，四個垂向雙作用油缸2，兩個軸向雙作用油缸，兩根連桿8；驅動軸9通過單法蘭柔性聯軸器10、扭矩傳感器11、法蘭12與加載軸5和法蘭15與風力發電機主軸法蘭7連接；加載軸5兩端分別通過加載軸承13、14支撐在加載軸承座3、6中，四個垂向雙作用油缸2的一端分別與底座1連接，四個垂向雙作用油缸2的另一端兩個為一組，分別對稱連接在各自的加載軸承座3、6圓周方向上xy平面內的兩側；兩個軸向雙作用油缸4的一端分別與底座1連接，另一端分別對稱連接在近風力發電機主軸法蘭7端加載軸承座3、6圓周方向上xy平面內的兩側；兩根連桿8的一端分別連接在底座1上，另一端分別連接在兩個加載軸承座3、6xz平面的下部。