[发明专利]一种风力发电机的型式试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机的型式试验装置，尤其是一种用于外转子直驱风力发电机型式试验的试验装置。

背景技术

风力发电机组是将风能转化为电能的机械。从能量转换的角度来看，风力发电设备包括风力机和发电机两大部分。风力机是将风能转换为机械能，发电机则是将机械能转换为电能。兆瓦级的风力发电机属于特大型风力发电机，对于这种风力发电机常将其分成以下三类：双馈式、直驱式和混合式，在直驱式发电机中多数均采用永磁同步发电机，这种发电机利用多极永磁体励磁，通过全功率变流器接入电网，具有效率高，噪声小，稳定性可靠性好等优点，根据励磁装置的布置方式，这种发电机又可分外转子和内转子两种。风力发电机在制作装配完成后，为了验证是否与设计参数相符，必须经过型式试验，试验各项参数如发电机的效率、功率因数、额定转速、最大转矩倍数和温升限值等是否满足要求。

在先专利ZL200910044129.1公开了一种风电机组整机全功率测试方法及试验装置，采用双机组能量回馈法进行风电机组整机全功率试验，将两套风电机组机舱按背靠背的方式安装，其中一套机舱做电动运行为拖动风电机组、另一套机舱做发电运行为试验风电机组；电网提供的能量通过拖动风电机组侧的变流柜，给拖动电机提供电能，拖动风电机组通过主轴及联轴器带动试验风电机组运转，并为试验风电机组提供所需转矩；试验风电机组产生的电能再通过变流柜反馈给拖动风电机组；试验风电机组在不同工况运行时，通过测试系统检测出试验风电机组的输出特性。

在先专利ZL200810200679.3公开了一种大型永磁直驱风力发电机组仿真测试系统，包括变频调速器、拖动电动机、减速器、永磁发电机、并网逆变器、机组控制器、与外部电网电连接的局域电网以及调测控制器，所述的变频调速器、拖动电动机、减速器、永磁发电机、并网逆变器以及局域电网依次电连接，该局域电网还与机组控制器、变频调速器电连接，所述的机组控制器与永磁发电机、并网逆变器控制连接，所述的调测控制器与变频调速器、拖动电动机、减速器、永磁发电机、并网逆变器、局域电网以及外部电网控制连接。

上述的技术方案均是采用两台发电机对拖的方法，这种试验方法对于双馈式机组和内转子直驱风力发电机而言是可行的，但对于直驱式外转子直驱风力发电机来说，由于其体积庞大，如果也采用对拖的方法进行试验，其试验场地的面积很大，两台发电机的对接也是非常困难的。

直驱式外转子发电机的型式试验可以采用驱动变频电机拖动单台发电机的试验方法，定子固定在机架上，外转子通过过渡盘与联轴器连接，驱动变频电机驱动减速箱再带动联轴器转动。采用这种方法必须要有一个刚性及强度、体积均足够大的基座和用来安装基座的基础，以承受发电机的重量及转动时产生的动载荷；还需要制造一个价格很高，体积很大的柔性联轴器；此外，由于市面上只有小量程扭矩传感器，要测量大扭矩，只能把扭矩传感器放在减速箱高速端进行间接测量，由于减速箱有多级齿轮传动，其机械损耗无法精确测量，因此在测量发电机的实际功率时其数据与客观值会存在一定的误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种风力发电机的型式试验装置，为外转子直驱风力发电机型式试验提供一个适用的测试平台，减小试验平台的体积和面积，降低联轴器的制造成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风力发电机的型式试验装置，用于测试被试发电机的电磁力矩，具有位于被试发电机一侧的可固定的支座、位于被试发电机另一侧的可固定的变频器与减速箱，变频器输出轴连接减速箱的高速轴，减速箱的低速轴上安装有膜片，所述的型式试验装置具有悬空的适配器，所述的适配器为锥形壳体，所述的膜片与适配器的小直径端连接，所述的适配器的大直径端用于与被试发电机的外转子连接，被试发电机定子上的主轴固定在力臂上，被试发电机定子上的主轴的伸出部分通过轴承插入支座内，所述的力臂为截面逐渐变大的工字梁结构，所述的力臂的大截面端与被试发电机定子上的主轴固定，所述的力臂的小截面端与测力装置连接，所述的测力装置与固定在基础上的连接座连接。

进一步地，所述的测力装置为拉压力传感器。

进一步地，所述的膜片为具有变截面的弹性圆盘。这种形式的膜片既有强度又有柔性，既可承受垂直力，又可以承受扭矩，在适配器受到载重、扭矩双重作用时，可有效地解决因发电机轴心与适配器轴心不重合而可能产生的卡死或者损坏发电机轴承的现象发生。