[实用新型]模拟风力发电机轴系典型机械故障的实验机组

说明书

本实用新型公开了一种模拟风力发电机轴系典型机械故障的实验机组，该实验机组包括底部固定板、直流驱动电机、模拟发电机和联轴器；直流驱动电机固定于底部固定板上；模拟发电机包括发电机定子和发电机转子，发电机定子固定于底部固定板上，发电机转子上的转子轴伸出发电机定子两端之外，且转子轴上固定有轴承；轴承由轴承座支撑，轴承座固定于底部固定板上；直流驱动电机的输出轴通过联轴器连接转子轴的一端，转子轴的另一端与叶片质量不平衡调整机构连接。本实用新型能直观、方便的模拟不同程度的气隙动偏心故障、叶片质量不平衡故障以及轴承故障，还能模拟混合故障，从而为风力发电机传动链机械故障的分析、研究和预防提供基础。

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，更具体的说，涉及一种模拟风力发电机轴系典型机械故障的实验机组。

背景技术

风力发电机传动链按照传动顺序依次包括风力发电机扇叶、发电机轴承、发电机定转子等部分，其中各个部分都会发生相应的机械故障，如风力发电机的扇叶部分会发生叶片质量不平衡故障，轴承会发生轴承故障，发电机会发生气隙动偏心故障，因此，设计一款研究风力发电机传动链机械故障的动模实验机组，将对风力发电机机械故障研究具有推动作用。

风力发电机叶片质量不平衡是指风力发电机叶片质量不平均，导致扇叶在旋转过程中重心发生偏移的情况。实际情况中，由于叶片安装误差等因素的影响，使其改变了叶片翼型的气动性能，导致风轮空气动力学特性的改变，并且可能会导致风电机组叶片质量不平衡，引起风电机组的振动，增大相关部件的动载荷，从而加速风轮的疲劳，降低风电机组的可靠性，风电机组运行效率也会降低，缩短风电机组的寿命。

轴承故障按照轴承损伤部位来分，轴承故障可分为内圈故障、外圈故障、保持架故障以及滚动体故障。在风力发电机组的机械传动系统中，轴承是支撑风力发电机组正常运转的主要部件，轴承损伤严重，将直接导致风力传动系统失效。

发电机气隙动偏心是指转子中心与旋转中心不重合，导致定转子间径向气隙的最小位置会随着转子的旋转而发生变化的情况，例如转子表面圆度不齐、转子挠度翘曲等原因所引起的气隙偏心故障即属于这种情况。动偏心故障将会使发电机的轴承工作情况恶化，同时加剧定转子振动，造成定子铁芯变形、绕组磨损和绝缘破坏等危害。

现有关于风力发电机传动链机械故障的研究绝大多数都是分散的，并且现阶段对于机械故障的研究大多基于理论计算或计算机模拟仿真，没有一款能集发电机气隙动偏心、叶片质量不平衡、轴承故障这三种风力发电机传动链故障模拟于一身的动模实验机组。因此，设计一套能够模拟风力发电机传动链故障的动模实验机组对今后的风力发电机的机械故障研究大有裨益。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型为了克服已有技术之缺陷，提供了一种模拟风力发电机轴系典型机械故障的实验机组，其具体技术方案如下：

一种模拟风力发电机轴系典型机械故障的实验机组，包括底部固定板、直流驱动电机、模拟发电机和联轴器；底部固定板通过地脚螺栓固定于地面上，直流驱动电机通过驱动电机定位螺栓固定于底部固定板上；模拟发电机包括发电机定子和发电机转子，发电机定子通过发电机定子定位螺栓固定于底部固定板上，发电机转子上的转子轴伸出发电机定子两端之外，且转子轴上固定有轴承；轴承由轴承座支撑，轴承座固定于底部固定板上；直流驱动电机的输出轴通过联轴器连接转子轴的一端，转子轴的另一端与叶片质量不平衡调整机构连接；

叶片质量不平衡调整机构包括焊接在转子轴上的风扇法兰盘以及用来模拟风力发电机风扇的轮毂及扇叶，轮毂能够通过风扇法兰盘上的螺栓固定在转子轴上，扇叶分为质量平衡的正常扇叶组和质量不平衡的非正常扇叶组；