[实用新型]一种同步带传动风电机组实验台风速模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型属于模拟风电机组不平稳风速输入的试验台技术领域，具体涉及一种同步带传动风电机组实验台风速模拟装置。

背景技术

近年来，随着国家对清洁可再生能源的重视，风力发电机组(风电机组)在中国得到了较为快速的发展，装机量逐年提升，关于风电机组的健康状态监测与维护逐渐成为行业研究热点。因风电机组工作环境恶劣，工况复杂，故障维修成本较高，常规现场检测与维护较为困难，很多研究者拟通过实验室模拟试验的方式研究其故障与维护特点，以降低维修成本和提高风电机组利用率。目前国内外具有针对某些特定型号风电机组的试验平台，如平行轴传动故障模拟平台，风电机组叶轮故障模拟平台，风电机组叶片载荷与故障模拟平台、鼓风机驱动风电机组模拟试验台等。但实际风电机组结构尤其是以齿轮箱为代表的主轴传动链系统结构复杂，成本在整机中占有较大比重，因为齿轮箱多为监测重点。现在的某些大型风电机组齿轮箱需要把低速的叶轮转速提升到较高的发电机额定输入转速，需要较大的传动比。一般的平行轴减速箱无法达到如此高的传动比，因而齿轮箱多采用太阳行星轮系结合高速平行轴传动的方式。

现有很多试验台在模拟不平稳风速输入时采用鼓风机的形式，这种模拟风速的试验台结构不紧凑，占用较大空间，且运行时对实验环境要求较高，不允许出现风流干扰。特别是一些叶片较长、扫风面积较大的风电机组试验台，占用的空间更大，甚至需要建立单独的风洞进行试验，这就限制了此类风速模拟装置的大规模推广。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种同步带传动风电机组实验台风速模拟装置，可以模拟风电机组试验台不平稳风速的输入，且该装置结构紧凑，成本低廉，可以大规模推广。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种同步带传动风电机组实验台风速模拟装置，包括依次连接的电动机、齿轮箱和风力发电机，所述电动机、齿轮箱和风力发电机固定在一个试验台面上；

所述电动机通过联轴器与齿轮箱相连；

所述齿轮箱通过同步带轮装置与风力发电机相连；

所述电动机通过齿轮箱和同步带轮装置输出动力到所述风力发电机。

进一步的，所述同步带轮装置由前同步轮、同步带和后同步轮依次连接组成，所述齿轮箱连接所述前同步轮，所述后同步轮连接所述风力发电机。

进一步的，所述电动机通过导线连接有变频器，所述变频器通电运行后，通过旋钮调节输出给电动机的电源频率，以调节电动机的输出转速，电动机的输出转速公式如式所示：

式中，n₀为电动机的输出转速，f为电源频率，p为电动机的磁极对数。

进一步的，所述齿轮箱的输入转速等于所述电动机的输出转速。

进一步的，齿轮箱的输出转速n₁为：

式中，i₁为齿轮箱的减速比，n₀为电动机的输出转速，f为电源频率，p为电动机的磁极对数。

进一步的，风力发电机的输入转速n为：

式中，i₂为前同步轮到后同步轮的转速比，i₁为齿轮箱的减速比，n₀为电动机的输出转速，f为电源频率，p为电动机的磁极对数。

进一步的，所述电动机、齿轮箱和风力发电机通过各自底座的螺栓固定在试验台面上。拆卸安装均方便，无干涉，灵活性好。

因此，通过调整变频器的输出频率，就可以调节电动机的输出转速，进而调节齿轮箱的输出转速，最终调节风力发电机的输入转速。通过变频器设置调速方式，可以模拟风电机组试验台不平稳风速的输入。

有益效果：本发明提供的一种同步带传动风电机组实验台风速模拟装置，其有益效果在于，解决了采用鼓风机模拟风速装置的结构不紧凑、对实验环境要求较高问题，同时采用和实际风电机组齿轮箱相同结构的太阳行星轮齿轮箱进行模拟，更贴近实际的风电机组结构特点。另一方面，试验台结构紧凑，占用空间较小，易于大规模推广，具有较好的理论实践价值和市场前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例的同步带传动风电机组实验台风速模拟装置示意图；

图2是本实用新型实施例的后同步轮6结构示意图；

图3是本实用新型实施例的同步带5某段结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。