一种风力发电机安全故障模拟试验台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种风力发电机安全故障模拟试验台，包括：同轴布置于底座上且依次动力连接的驱动电机、减速齿轮箱、第一扭矩/转速传感器、增速齿轮箱、第二扭矩/转速传感器、传动轴和风力发电机，还包括电机控制器和工业控制计算机；所述增速齿轮箱上设有第一振动传感器，所述传动轴上设有第二振动传感器。所述试验台可用于模拟不同运行工况下的安全故障形式，用于不同运行工况下的故障波形特征研究，同时采用了灵活的可拆卸机构，便于开展风电机组各部位的故障特征研究。

A Wind Turbine Safety Fault Simulation Test-bed

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机安全故障模拟试验台
本技术涉及电力安全生产
，尤其涉及一种风力发电机安全故障模拟试验台。
技术介绍
由于自然风速大小和方向的不确定性，使得并网风电机组常在不同运行工况之间动态切换，从而导致风电机组各部件的动态性、相关性和随机性特征明显，加之机组运行环境恶劣，各个部件因载荷、磨损和腐蚀造成机械强度的下降，各部件的绝缘强度、温升和运行性能等必将不可避免地随运行环境和运行时间的变化而逐渐下降。目前，风电场仍采用以事后检修和有计划的预防检修的传统方式，往往不能全面及时地了解机组的运行状态及可靠性状况。因此，需要发展风力发电机组的在线故障监测与诊断技术。风电机组在线安全故障监测与诊断技术研究需要经过大量的实验来验证诊断方法的正确性，且需要对风电机组系统进行传感器件等的添加，这些工作在风电场实际现场去完成显然是不现实的。因此，仍然需要在实验室建立风力发电机安全故障模拟试验台来完成这项工作。经实验室设备验证正确后，再将研究方法在应用于实际工程中，将大大诊断方法的研究效率。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种风力发电机安全故障模拟试验以解决前述现有技术中的问题。具体而言，本技术提供以下技术方案。在一个方面，本技术提供一种风力发电机安全故障模拟试验台，其特征在于，包括：同轴布置于底座上且依次动力连接的驱动电机、减速齿轮箱、第一扭矩/转速传感器、增速齿轮箱、第二扭矩/转速传感器、传动轴和风力发电机，还包括电机控制器和工业控制计算机；所述增速齿轮箱上设有第一振动传感器，所述传动轴上设有第二振动传感器；所述第一扭矩/转速传感器的信号输出端与所述电机控制器的信号输入端通讯连接，所述第二扭矩/转速传感器、第一震动传感器、第二震动传感器和风力发电机各自的信号输出端与所述工业控制计算机的信号输入端通讯连接，所述第一扭矩/转速传感器和所述工业控制计算机各自的信号输出端与所述电机控制器的信号输入端通讯连接，所述电机控制器的信号输出端与所述驱动电机的信号输入端通讯连接。进一步地，所述减速齿轮箱传动比为1500rpm/17rpm，用于模拟风力发电机轮毂的实际转速。进一步地，增速齿轮箱传动比为17rpm/1500rpm，用于模拟风力发电机的实际转速。进一步地，所述驱动电机是永磁同步电动机。进一步地，所述传动轴和风力发电机各自独立地通过可拆卸的安装托架设置于底座上。进一步地，所述安装托架包括第一调楔形节块、第二调楔形节块和托板，所述传动轴或风力发电机固定于托板的上表面，所述托板的横截面呈倒梯形并且倒梯形的两个斜边所在的部分下表面分别与所述第一调楔形节块和第二调楔形节块各自的呈斜面的上表面相互配合，所述第一调楔形节块和第二调楔形节块各自的呈平面的下表面与所述底座的上表面相互配合，所述第一调楔形节块和第二调楔形节块通过调节杆相互连接并且相互之间的距离可调。进一步地，第一楔形调节块固定于底座上，第二楔形调节块可滑动地置于底座上，所述调节杆的头部为螺栓部并与第一楔形调节块螺纹连接，调节杆的中部设有卡块，所述卡块以可旋转的方式与第二楔形调节块中的卡槽配合。进一步地，所述调节杆的尾部伸出第二楔形调节块并且设有手柄。采用本技术的风力发电机安全故障模拟试验台，可订制不同的风电机组机械故障波形，实现各类故障波形的灵活输出，模拟不同运行工况下的安全故障形式，用于不同运行工况下的故障波形特征研究，同时本技术采用了灵活的可拆卸机构，便于开展风电机组各部位的故障特征研究。在本文中所用的术语具有其在本领域内公知的含义，然而为清楚起见，仍然给出以下定义。术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件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技术的限制。“含有”既包括提到的因素，也允许包括附加的、不确定的因素。“大约”、“约”、“左右”在限定具体数值的情况下，是指该具体数值具有以该具体数值为基础的上下浮动的范围，浮动范围可以是该具体数值的+/-5％，+/-4％，+/-3％，+/-2％，+/-1％，+/-0.5％，+/-0.2％，+/-0.1％，+/-0.05％，+/-0.01％等。本技术中，为简明起见而使用的数值范围不仅包括其端点值，也包括其所有的子范围和此范围内所有的单独的数值。例如，数值范围1-6不仅包括子范围，例如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等，也包括此范围内单独的数值，例如1、2、3、4、5、6。附图说明图1是本技术的风力发电机安全故障模拟试验台的一个实施方式的结构示意图；图2是本技术的风力发电机安全故障模拟试验台的一个实施方式中安装托架的结构示意图；其中的附图标记的含义如下：1-底座；21-驱动电机；22-惯性飞轮联轴器；23-减速齿轮箱；24-第一扭矩/转速传感器；25-电机控制器；31-增速齿轮箱；32-第二扭矩/转速传感器；33-传动轴；34-双馈风力发电机；351-第一振动传感器；352-第二振动传感器；36-变流器；37-电网；4-工业控制计算机；51-托板；52-第一楔形调节块；521-螺孔；53-第二楔形调节块；531-通孔；532-卡槽；54-手柄；55-调节杆；551-卡块；552-螺栓部。具体实施方式以下结合附图对本技术的一些实施方式进行进一步的介绍，但并非意欲限制本技术的保护范围。参见图1-2，本技术的一种风力发电机安全故障模拟试验台，包括：同轴布置于底座1上且依次动力连接的驱动电机21、减速齿轮箱23、第一扭矩/转速传感器24、增速齿轮箱31、第二扭矩/转速传感器32、传动轴33和双馈风力发电机34，还包括电机控制器25和工业控制计算机4；所述增速齿轮箱31上设有第一振动传感器351，所述传动轴33上设有第二振动传感器352；所述第一扭矩/转速传感器24的信号输出端与所述电机控制器25的信号输入端通讯连接，所述第二扭矩/转速传感器32、第一震动传感器351、第二震动传感器352和风力发电机34各自的信号输出端与所述工业控制计算机4的信号输入端通讯连接，所述第一扭矩/转速传感器24和所述工业控制计算机4各自的信号输出端与所述电机控制器25的信号输入端通讯连接，所述电机控制器25的信号输出端与所述驱动电机21的信号输入端通讯连接。在一些情况下，所述减速齿轮箱23传动比为1500rpm/17rpm，用于将驱动电机21的输出转速降低，以模拟实际的风力发电机叶片输入转速。所述增速齿轮箱31传动比为17rpm/1500rpm，用于模拟风力发电机组中将叶片低转速转化至发电机的高转速的情况。增速齿轮箱31和传动轴33可以是风电机组内实际使用的，特别是那些发生了故障的齿轮箱和传动轴，齿轮箱的故障包括：断齿、点蚀、磨损、偏心等；传动轴的故障包括：磨损、断裂、滚珠脱出、疲劳脱落等；以及各自箱体的故障，例如，变形、开裂、紧固件断裂、油封磨损等。所述驱动电机21是永磁同步电动机，转速和功率采用闭环控制，调速方式采用变频调速。所述第一扭矩/转速传感器24是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机安全故障模拟试验台，其特征在于，包括：同轴布置于底座上且依次动力连接的驱动电机、减速齿轮箱、第一扭矩/转速传感器、增速齿轮箱、第二扭矩/转速传感器、传动轴和风力发电机，还包括电机控制器和工业控制计算机；所述增速齿轮箱上设有第一振动传感器，所述传动轴上设有第二振动传感器；所述第一扭矩/转速传感器的信号输出端与所述电机控制器的信号输入端通讯连接，所述第二扭矩/转速传感器、第一震动传感器、第二震动传感器和风力发电机各自的信号输出端与所述工业控制计算机的信号输入端通讯连接，所述第一扭矩/转速传感器和所述工业控制计算机各自的信号输出端与所述电机控制器的信号输入端通讯连接，所述电机控制器的信号输出端与所述驱动电机的信号输入端通讯连接。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机安全故障模拟试验台，其特征在于，包括：同轴布置于底座上且依次动力连接的驱动电机、减速齿轮箱、第一扭矩/转速传感器、增速齿轮箱、第二扭矩/转速传感器、传动轴和风力发电机，还包括电机控制器和工业控制计算机；所述增速齿轮箱上设有第一振动传感器，所述传动轴上设有第二振动传感器；所述第一扭矩/转速传感器的信号输出端与所述电机控制器的信号输入端通讯连接，所述第二扭矩/转速传感器、第一震动传感器、第二震动传感器和风力发电机各自的信号输出端与所述工业控制计算机的信号输入端通讯连接，所述第一扭矩/转速传感器和所述工业控制计算机各自的信号输出端与所述电机控制器的信号输入端通讯连接，所述电机控制器的信号输出端与所述驱动电机的信号输入端通讯连接。2.根据权利要求1所述的风力发电机安全故障模拟试验台，其特征在于，所述减速齿轮箱传动比为1500rpm/17rpm。3.根据权利要求1所述的风力发电机安全故障模拟试验台，其特征在于，所述增速齿轮箱传动比为17rpm/1500rpm。4.根据权利要求1所述的风力发电机安全故障模拟试验台，其特征在于，所述驱动电机是永磁同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐磊，赵小兵，夏术军，白彩军，郝崑，郑承志，郝银贵，张新法，李利，郭洋，
申请(专利权)人：辽宁省安全科学研究院，
类型：新型
国别省市：辽宁,21