[实用新型]一种风机发电机组转动轴力矩天平校准系统

说明书

本实用新型公开了一种风机发电机组转动轴力矩天平校准系统，其包括加载单元、数据采集器和控制单元，加载单元包括加载工装和加载机构，加载工装包括底座和用于施加扭转力矩的方板，需要校测的力矩天平的下端通过螺钉固定在底座上，力矩天平的上端通过螺钉固定在所述方板上，底座与方板均水平配置，加载机构与方板和底座分别采用球铰式连接，能够经由方板对力矩天平施加绕X轴的力矩Mx、绕Y轴的力矩My和绕Z轴的力矩Mz，加载机构经由力传感器与控制单元信号连接，数据采集器与力矩天平信号连接。本实用新型能够同时施加三个大载荷力矩值，实现力矩天平的精确校准。

技术领域

本实用新型涉及风机发电机组转动轴力矩测量领域，涉及一种对转动轴力矩测量天平进行校准、保证转动轴力矩测量数据准确性的校准系统。

背景技术

风力发电机作为清洁/可再生能源的重要组成部分，越来越受到各国政府的重视，装机容量持续攀升。根据国家能源局公布的数据，截至2017年7月我国的风电总装机容量达到1.54亿千瓦。风电设备的安装地点也从西北逐渐转移到东南沿海用电区域，海上风电设备装机容量已达到世界第三，随着经济的发展，东南沿海区域的风电设备会大幅度增长。新出现的问题是东南沿海地区在夏季经常出现台风和热带风暴，相对于内陆比较稳定的风场，对风电设备的结构安全提出了更大的挑战。

由于极端风场出现位置和时间存在很大的不确定性，无法提前安装待测风电设备进行安全测试，比较合理可靠的一种解决方案是在现场或风洞测量、或通过CFD数值方法计算风机发电机转动轴采用力矩天平进行测量得到在各种风场环境下的实际力矩载荷。在进行实际力矩载荷测量之前，需在试验室使用静力加载设备对风机发电机组转动轴力矩天平进行力矩加载校准测试，判定力矩天平性能，从而保证数据准确可靠。但是目前关于此方面的报道较少。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：提供了一种用风机发电机组转动轴力矩天平校准系统，通过对风力发电机组转动轴的力矩载荷测量天平施加一定力矩载荷，测定天平的输出，建立天平输出信号到力矩载荷之间对应关系，判断力矩测量天平性能。

本实用新型的风机发电机组转动轴力矩天平校准系统包括加载单元、数据采集器和控制单元，所述加载单元包括加载工装和加载机构，所述加载工装包括底座和用于施加扭转力矩的方板，需要校测的力矩天平的下端通过螺钉固定在底座上，所述力矩天平的上端通过螺钉固定在所述方板上，所述底座与所述方板均水平配置，所述加载机构与所述方板和所述底座分别采用球铰式连接，能够经由所述方板对所述力矩天平施加绕X轴的力矩Mx、绕Y轴的力矩My和绕Z轴的力矩Mz，所述加载机构经由力传感器与所述控制单元信号连接，所述数据采集器与所述力矩天平信号连接。

优选所述加载机构包括高压油源和6个伺服液压缸，其中两个伺服液压缸以横躺的方式配置在所述力矩天平的两侧，该两个伺服液压缸反向配置，它们的中心轴彼此平行并与力矩天平中心轴线垂直，并相对于所述底座和相对于所述力矩天平的中心轴分别等间距设置，在所述底座的上表面设置有两个L型的下安装板，两个下安装板的水平壁与底座上表面通过螺栓连接固定，在所述方板的下表面上设置有两个L型的上安装板，两个上安装板的水平壁与方板下表面通过螺栓连接固定，两个伺服液压缸的缸体端通过球铰分别与两个下安装板的竖直壁铰接，两个输出轴分别与一个力传感器的一端连接，两个所述传感器各自的另一端分别借助球铰与上安装板的竖直壁铰接，其余四个伺服液压缸分别竖直地立设在底座上，四个伺服液压缸缸体端通过球铰与所述底座铰接，四个输出轴分别与一个力传感器的一端连接，四个所述传感器各自的另一端分别借助球铰与所述方板的下表面铰接，四个立设的伺服液压缸均匀地分布在所述力矩天平的四周，并关于所述力矩天平的中心轴中心对称。

优选所述高压油源通过6条管路分别与6个所述伺服液压缸连通，6条管路上分别设置有电液伺服阀与开关控制器，所有电液伺服阀与开关控制器均与控制单元信号连接。

优选6个所述伺服液压缸的缸体内径为320mm，输出轴外径为160mm，额定工作压力为30MPa，最大能提供180T的输出力。