[发明专利]一种海上风机发电机轴电流损伤模拟装置

说明书

本发明公开了一种海上风机发电机轴电流损伤模拟装置，包括电机、第一主轴，实验轴承、轴承座、上支承板、下支承板、程控电源、电刷、电流加载线夹、第二主轴、凸轮、空气弹簧、激振器和检测装置；电机、轴承座固定在上支承板上，轴承座与上支承板之间设有绝缘垫片；第一主轴的一端与电机的输出轴连接，第一主轴上安装有实验轴承，实验轴承安装在轴承座内；上支承板通过三个空气弹簧支承在下支承板上，三个空气弹簧的中心连线为三角形；三个空气弹簧分别与空气压缩机连接。本发明结构简单，能模拟海上风机发电机轴承在海浪和风力带来的升降和起伏运动情况下的受力情况；使得实验结果更准确。

技术领域

本发明涉及一种海上风机发电机的轴电流损伤模拟装置。

背景技术

风能作为一种清洁能源，是国家实现2030年碳达峰、2060年碳中和目标的重要途径。海上风电已经成为风能利用的一种重要途径，但是海上风力发电机相对陆上风机，其设备固定在漂浮式平台上，随海洋风浪流的运动而运动，载荷特性更为复杂，故障发生更为频繁。轴承轴电流损伤作为风力发电机的一种常见故障模式，在海上风浪流条件下，其发生机理耦合了复杂机械载荷、海洋漂浮平台运动载荷、电机轴电压和轴电流载荷等多种载荷的作用，损伤机理更为复杂，研究海上风机发电机轴承轴电流损伤，就成为预防电机故障，提高风力机使用寿命的重要手段。

但是目前的风场智能运维系统中，对轴承轴电流损伤的监测和智能运维均没有涉及，也无法借助于风场环境进行实地研究。模拟试验装置需要将发电机轴承轴电流损伤装置置于海洋平台环境中，重点在于模拟多种风浪流作用条件。现有技术中大多数采用六自由度运动模拟平台来模拟海上风力发电机在海面上承受的不同方向的力，其模拟平台成本大，耗费高，且六自由度运动模拟平台六轴并联的系统中无法做到360度无限制旋转，各个自由度的行程非常受限而在串联结构中只有六个台子，底层台子的负载力要求高，增大了六自由度运动模拟平台的体积。针对六自由度运动模拟平台呈现的不足，本实验平台设计了一个活动平台并采用橡胶弹簧支撑，模拟海面上受到不同方位的力，其成本较小，体积小，操作简单方便，可以实现轴承电流损伤模拟装置运行时在海面上承受多种类型载荷条件下的运行工况，为海上风力发电机轴承轴电流损伤研究提供更为接近风浪流作用环境的实验平台。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，能模拟海上风机发电机轴承在海浪和风力带来的升降和起伏运动情况下的受力情况，使得实验结果更准确的海上风机发电机轴电流损伤模拟装置。

本发明采用的技术方案是：一种海上风机发电机轴电流损伤模拟装置，包括电机、第一主轴，实验轴承、轴承座、上支承板、下支承板、程控电源、电刷、电流加载线夹、第二主轴、凸轮、空气弹簧、激振器和检测装置；电机、轴承座固定在上支承板上，轴承座与上支承板之间设有绝缘垫片；第一主轴的一端与电机的输出轴连接，第一主轴上安装有实验轴承，实验轴承安装在轴承座内；

上支承板通过三个空气弹簧支承在下支承板上，三个空气弹簧的中心连线为三角形；三个空气弹簧分别与空气压缩机连接；下支承板上通过轴承座安装有第二主轴；第一主轴与第二主轴平行；第一主轴上设有主动带轮，第二主轴上设有从动带轮和凸轮，主动带轮和从动带轮通过皮带连接；凸轮位于上支承板中心位置；激振器安装在上支撑板上，程控电源的正负极分别连接接电流加载线夹和电刷，电刷安装在第一主轴上，电流加载线夹安装在实验轴承上，检测装置用于检测轴电流的大小。

上述的海上风机发电机电流损伤模拟装置中，所述的上支承板和下支承板均为圆形板；电机安装在电机支承板上，电机支承板固定在上支承板上。

上述的海上风机发电机电流损伤模拟装置中，三个空气弹簧中心连线为正三角形，空气压缩机连接电脑。

上述的海上风机发电机电流损伤模拟装置中，检测装置包括电流传感器和采集卡，电流传感器安装在程控电源与电流加载线夹连接的导线上或程控电源与电刷连接的导线上；所述的电流传感器通过采集卡连接电脑。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：