[实用新型]风电机组变桨轴承工作摩擦力矩测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组变桨轴承实验台，特别涉及一种风电机组变桨轴承工作摩擦力矩测量装置。

背景技术

对于采用变桨距控制策略的风力发电机组，在额定风速以下时，机组尽可能地捕捉较多的风能，所以这时没有必要改变叶片迎风角度(桨距角)，此时的空气动力载荷通常比在额定风速之上时小，因此也没有必要通过改变桨距角来调节载荷；在额定风速以上时，变桨距控制通过改变桨距角可以有效调节风力发电机组吸收功率及叶轮产生的载荷，使其不超出设计的限定值；其典型结构如图1所示，变桨距调节机构类似于起重机的回转环，轴承放置在叶片22与轮毂21之间，轴承内圈25与叶片22用螺栓固连在一起，轴承外圈24固定在轮毂21上。通过驱动装置23驱动轴承内圈25转动，带动固连在轴承内圈25上的叶片22旋转来调节桨距角。

由上述可知，在采用变桨距控制策略的风电机组工作时，驱动装置能否驱动轴承灵活转动对风电机组正常运转起着至关重要的作用。在实际工况下，驱动装置要想驱动轴承转动主要克服的阻力矩包括轴承工作摩擦力矩M_f和空气动力载荷中叶片承受的绕轴承轴向的旋转力矩Mz。叶片所承受的旋转力矩Mz，一般通过软件模拟风机运行的各个工况，可以较准确的得到；轴承工作摩擦力矩根据轴承受载情况而变化，变桨轴承主要承受叶片传递的载荷，作用在轴承上表现为倾覆力矩M_xy、轴向力F_z和径向力F_xy。在大多数情况下设计人员都是通过将轴承所受的三个载荷等效到滚子对轨道的压力，选取合适的摩擦系数后计算轴承的摩擦力矩。但实际工作中，滚子在轨道中的受力及运动情况并不是那么理想化，轴承运转中油膜厚度变化及轴承温度的变化对摩擦系数影响很大。所以通过经验公式计算所得数值与实际轴承工作摩擦力矩有一定差距。

为了获得在各个工况载荷下更为准确的轴承摩擦力矩数值，以便选取合适的驱动力矩，达到顺利调节桨距角的动作，设计了此轴承摩擦力矩测量装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种风电机组变桨轴承工作摩擦力矩测量装置，其几乎能够完全模拟变桨轴承实际运行工况下的受载情况，所以测量结果比理论计算更接近准确值，测量过程方便简单。

为达上述目的，本实用新型提供一种风电机组变桨轴承工作摩擦力矩测量装置，其包括：

加载轴，沿z向的一侧与z向液压缸相连接，该加载轴沿y向分别与第一y向液压缸和第二y向液压缸相连接，该加载轴沿x向分别与第一x向液压缸和第二x向液压缸相连接；

被测轴承，具有被测轴承内圈和被测轴承外圈，被测轴承外圈安装于加载轴沿z向的另一侧；

应变环，其上贴有应变片；

陪试轴承，具有陪试轴承内圈和陪试轴承外圈，所述陪试轴承内圈通过应变环与被测轴承内圈相连接；

变桨驱动装置，与陪试轴承内圈相连接；

机座，陪试轴承外圈固定于该机座上。

所述的风电机组变桨轴承工作摩擦力矩测量装置，其中，所述加载轴沿z向的一侧通过z向液压缸与后支承座相连接。

所述的风电机组变桨轴承工作摩擦力矩测量装置，其中，加载轴沿y向通过第一y向液压缸与第一底座连接，并沿y向通过第二y向液压缸而与第二底座连接。

所述的风电机组变桨轴承工作摩擦力矩测量装置，其中，所述变桨驱动装置安装于该机座内。

本实用新型的有益效果是：在工作过程中，通过调节液压缸的出力，经加载轴的传递，调节加载在被测轴承上的载荷，陪试轴承内圈、应变环和被测轴承内圈一起转动，这三个结构形成一个统一的旋转梁，驱动装置驱动旋转梁旋转，通过检测中间应变环的扭转变形来获得实际运行情况中变桨轴承摩擦力矩数值。该测量装置几乎完全模拟了变桨轴承实际运行工况下的受载情况，所以测量结果比理论计算更接近准确值，测量过程方便简单。

在此需要补充说明，变桨轴承实际工作中，是通过轴承内圈与叶片相连，轴承外圈固定。所以轴承所受载荷是由叶片作用在轴承内圈上的，而本实用新型的被测轴承外圈与加载轴相连接，载荷通过加载轴作用在被测轴承外圈，被测轴承内圈固定。由于力的作用是相互的，所以本实用新型中被测轴承与实际工作中的轴承所受载荷大小相同，那么在此受载方式下，被测轴承摩擦力矩也就与实际工况中相符。

附图说明

图1为典型的调浆装置示意图；

图2为轴承工作摩擦力矩测量装置的示意图；

图3为图2中A部分的放大图；

图4为模型简化后的示意图。