[实用新型]一种大型风力发电机新型磁钢快速仿真测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，尤其是一种大型风力发电机新型磁钢快速仿真测试系统。

背景技术

稀土类永磁材料因为磁场强度高，性价比高，不仅应用于卫星发动机和舰艇上，在可靠性和效率要求较高的民用场合也得到越来越广泛的应用，目前最新一代的永磁直驱风力发电机一般采用高品质的钕铁硼稀土永磁材料作为磁极。用于大型直驱风力发电机组中，是钕铁硼永磁体新开辟的高端应用领域，由于产品的应用环境苛刻，对产品的性能、稳定性等各个方面提出了极高的要求。特别是当永磁发电机长时间大载荷运行时就会产生高温，使稀土永磁材料处于高温环境条件下，而这时稀土永磁材料又处于定子绕组的电流产生的最强的变动电磁场作用下，同时这也是发电机的震动最为强烈的时候。磁钢处于这种高温和较强磁场和有震动的情况下，新设计的磁钢是否会失磁？磁钢在离心力作用下是否会破碎？这些指标目前只能在现场使用中测试，而大型风力发电机现场测试拆装是十分困难的。所以永磁直驱发电机研制或改型需要一个很长的周期。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种大型风力发电机新型磁钢快速仿真测试系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种大型风力发电机新型磁钢快速仿真测试系统，其特征在于，包括与电网连接的变频调速器、拖动电动机、齿轮减速机、调测控制器以及模拟大型风力发电机，所述的变频调速器与拖动电动机连接，所述的拖动电动机通过齿轮减速机与被测试的模拟大型风力发电机连接，所述的调测控制器与变频调速器以及模拟大型风力发电机控制连接；所述的模拟大型风力发电机的转子上按预定设计安装被测试新型磁钢。

本实用新型还包括力矩传感器，该力矩传感器设于被测试的模拟大型风力发电机的基座联接处，所述的力矩传感器与调测控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型应用了电机变频调速技术和齿轮箱变速技术，由变频调速器和拖动电动机与变速齿轮箱共同组成了具有大扭矩，并可在设定的变速范围内(例如0～26转/分范围内)，长时间稳定地工作在任何一个工作转速上的电机变速驱动装置；这样的电机变速驱动装置能使被测模拟大型风力发电机可以与风力发电机在野外现场相同的变速方式工作，就使我们能够准确测试每一个不同转速时发电机的电器性能和机械性能，所以本实用新型的测试系统为转子上按预定设计安装被测试钕铁硼永磁体的模拟大型风力发电机提供了变速测试的条件。我们只要监测调测控制器上的变化，就能快速仿真测试新型磁钢动态条件下，是否失磁，是否破碎，而传统测试在风电场实际测试，耗时周期长，拆装成本高。

本实用新型对加快永磁直驱发电机研制或改型起重要作用。

附图说明

图1为本实用新型的原理图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1所示，一种大型风力发电机新型磁钢快速仿真测试系统，包括与电网连接的变频调速器1、拖动电动机2、齿轮减速机3、调测控制器4以及模拟大型风力发电机6，所述的变频调速器1与拖动电动机2连接，所述的拖动电动机2通过齿轮减速机3与被测试的模拟大型风力发电机6连接，所述的调测控制器4与变频调速器1以及模拟大型风力发电机6控制连接；所述的模拟大型风力发电机6的转子上按预定设计安装被测试新型磁钢。

本实用新型还包括力矩传感器，该力矩传感器设于被测试的模拟大型风力发电机的基座联接处，所述的力矩传感器与调测控制器连接。

本测试系统对于每一个不同转速时模拟风力发电机的功率、力矩、转速、匀可直接测取。能进行模拟风力发电机各种转速时的空载电压、超速、过负载、噪声、功率特性、温升等动态试验项目的测试。

由于电网频率固定为50Hz，拖动电机的额定功率也为50Hz，而且一般大功率电机为4级和6级最为常见，其转速分别为1500转/分和1000转/分。直接拖动额定转速为20转/分的风力发电机是不允许的。其间必需加入减速器，也就是变速齿轮箱。

所以本实用新型首先选取合适的减速齿轮箱，当拖动电机工作在额定转速时，就可以使永磁发电机实现额定转速。这时就可以测试额定转速时大型模拟风力发电机的各项电气与机械性能，从而可以从电气与机械性能的测试数据中，判断发电机上的被测试磁钢是否与设计理论值相符。

但是这种仅有减速齿轮箱的装置因为拖动电机只能工作在额定转速下，所以也只能测额定转速时的永磁直驱风力发电机的电器性能和机械性能，无法测试在其他转速时的性能。