[发明专利]双叶片模型风力发电机实验台及实验方法

权利要求书

1.双叶片模型风力发电机实验台的实验方法，其特征在于：该实验台两叶片风机平台和配电及控制系统构成；两叶片风机平台包括轮毂（1）、变桨机构（2）、叶片（3）、主轴（4）、扭矩检测仪（5）、扭矩加载器（6）、导电滑环（7）及支撑架（8）；叶片通过变桨机构与轮毂连接，叶片通过主轴与扭矩加载器连接，主轴上串入扭矩测试仪及轴向力测试仪，轮毂通过导电滑环实现与外部电气联络；主轴（4）设置在支撑架（8）上；

配电及控制系统由配电回路及主控制单元构成，配电回路提供实验系统所有部件供电，控制系统包含主控制器、信号采集及通讯单元，主控制器连接信号采集及通讯单元，信号采集及通讯单元连接扭矩检测仪（5）；

该方法的步骤如下：

首先，实验台上电进行自检，将叶片通过变桨机构与轮毂连接，使变桨机构实现叶片0-90度旋转，使叶片吸收的风能通过主轴传递给扭矩加载器，调节主轴加载器的加载力矩实现负载大小调节，利用主传动轴上串入的扭矩测试仪及轴向力测试仪负载对主传动轴所受的旋转扭矩及轴向力检测；

通过导电滑环实现轮毂与外部电气联络，在自动运行模式下，实验系统根据设定的控制流程进行自动运行控制，其中包括自动桨距角调节，负载转矩自动加载，在自动模式转矩-功率数据的基础上，手动调节变桨角度、负载力矩的给定值调节；

通过人机界面观察数据采集显示系统，得到实验台的有关数据；在整个实验过程中，实验台的保护系统起到保护监视实验台的全部部件的设备安全和实验人员安全；

通过变桨系统进行偏航变桨，实现叶片的气动性能检测，以及对叶片的功率调整性能、低风发电、大风功率调整以及失速性能进行分析研究。

2.根据权利要求1所述的双叶片模型风力发电机实验台的实验方法，其特征在于：利用叶片吸收风能并通过主轴传递给扭矩加载器，调节主轴加载器的加载力矩实现负载大小调节；加载力矩大小通过主控制系统控制设定，实现在无电机的情况下模拟实际风机运行。

3.根据权利要求1所述的双叶片模型风力发电机实验台的实验方法，其特征在于：在实验台运行中对扭矩、推力、转速进行检测并将数据传送到主控系统，对轮毂旋转角度进行测量。

4.根据权利要求1所述的双叶片模型风力发电机实验台的实验方法，其特征在于：将采集的信号以实时曲线的形式显示，并进行实时分析，记录保存给叶片性能分析研究提供极大的方便。

5.根据权利要求1所述的双叶片模型风力发电机实验台的实验方法，其特征在于：

两叶片风机平台：

（1）变桨系统:通过电气信号，控制变桨电机动作，变桨电机以恒定速度实现桨叶0-90度位置同步控制；

（2）扭矩加载:扭矩加载通过扭矩加载仪实现，加载力矩大小通过主控制系统给定；

（3）扭矩检测:由扭矩测试仪检测主轴所受的转矩，并将信号传送到主控制系统；

（4）推力检测： 由传感器将推力信号传送到主控制系统；

（5）偏航功能： 塔筒底部手动旋转调节；

（6）转速检测：通过转速传感器检测主轴转速，将信号传送到主控制系统；

（7）轮毂旋转角度测量；

配电及控制系统：

（1）自动运行模式

在自动运行模式下，实验系统按照设定的控制流程进行自动运行控制，其中包括自动桨距角调节，负载转矩自动加载功能；

（2）手动运行模式

系统在手动运行模式下，完成以下功能：在自动运行模式转矩-功率数据的基础上，手动调节变桨角度、负载力矩的给定值调节。