CN113533961A - 一种双馈风力发电机试验耦合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双馈风力发电机试验耦合装置，包括假轴或扭矩传感器，所述假轴或所述扭矩传感器在两个双馈风力发电机之间，所述两个双馈风力发电机的轴伸对向设置且位于同一水平线上，在两个双馈风力发电机的轴伸沿轴伸根部至轴伸末端方向上套设有依次连接的发电机联轴器、第一轴承座联轴器、轴承座组装、第二轴承座联轴器、传感器联轴器，所述传感器联轴器套装在假轴或扭矩传感器的轴上，第二轴承座联轴器与假轴或扭矩传感器连接，所述发电机联轴器与所述第一轴承座联轴器弹性连接。本发明解决了现有技术存在的耦合试验时双馈风力发电机的架装效率低、对中困难、机械振动大等问题。

Description

一种双馈风力发电机试验耦合装置

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，具体是一种双馈风力发电机试验耦合装置。

背景技术

由于双馈风力发电机的自身重量大，输出扭矩大，轴向尺寸长，若采用刚性连接，对零部件的加工质量要求高，成本高，且架装时双馈风力发电机轴线与试验耦合装置的轴线对中极其困难，生产效率很低，试验时耦合装置和发电机振动大，还可能发生安全事故。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种双馈风力发电机试验耦合装置，解决现有技术存在的耦合试验时双馈风力发电机的架装效率低、对中问题困难、机械振动大等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种双馈风力发电机试验耦合装置，包括假轴或扭矩传感器，所述假轴或所述扭矩传感器在两个双馈风力发电机之间，所述两个双馈风力发电机的轴伸对向设置且位于同一水平线上，在两个双馈风力发电机的轴伸沿轴伸根部至轴伸末端方向上套设有依次连接的发电机联轴器、第一轴承座联轴器、轴承座组装、第二轴承座联轴器、传感器联轴器，所述传感器联轴器套装在假轴或扭矩传感器的轴上，第二轴承座联轴器与假轴或扭矩传感器连接，所述发电机联轴器与所述第一轴承座联轴器弹性连接。

本技术方案中，两个双馈风力发电机分别作为拖动机、试验机，所述发电机联轴器与所述第一轴承座联轴器弹性连接，从而形成了弹性的联轴结构，使得架装变得容易，方便操作，而且便于调节对中，在此基础上，则使得试验时耦合装置和发电机振动大幅降低，有利于减少安全事故的发生。从而解决了有技术存在的耦合试验时双馈风力发电机的架装效率低、对中困难、机械振动大等问题。

作为一种优选的技术方案，所述第一轴承座联轴器、轴承座组装、第二轴承座联轴器、传感器联轴器依次刚性连接。

以上连接延续了既往试验耦合装置的常规连接结构，使得不必改动太大，降低了装置的改装量，降低了改装成本。

作为一种优选的技术方案，还包括试验平台、安装于试验平台上的安装底座，所述轴承座组装和所述扭矩传感器安装于所述安装底座上，组装后发电机联轴器、第一轴承座联轴器、轴承座组装、第二轴承座联轴器、传感器联轴器的中心线均在一条水平线上，该水平线距所述试验平台上表面的高度与两个双馈风力发电机的轴伸的中心线距所述试验平台上表面的高度相同。

以上结构保证了双馈风力发电机轴线与试验耦合装置的轴线对中，有利于快速对中，并减小机械振动。

作为一种优选的技术方案，还包括过渡盘，所述发电机联轴器为直轴类电机联轴器，所述过渡盘与所述发电机联轴器采用止口定位。

直轴类电机联轴器所述过渡盘与所述发电机联轴器采用止口定位，使得调试方便，定位牢靠。

作为一种优选的技术方案，所述轴承座组装包括转轴，所述转轴设有第一键槽、用于安装第一轴承座联轴器和/或第二轴承座联轴器，可靠传递负载试验时的扭矩。

作为一种优选的技术方案，所述第一轴承座联轴器上设有第二键槽，第二键槽的宽度和深度与第一键槽的宽度和深度匹配。

这便于通过相关的连接部件将第一轴承座联轴器与轴承座组装可靠连接，且方便操作。

作为一种优选的技术方案，所述假轴端面设有第三键槽，所述第二轴承座联轴器端面设有第四键槽，所述第三键槽与所述第四键槽大小和深度相同。

这便于通过相关的连接部件将假轴与第二轴承座联轴器可靠连接，可靠传递负载试验时的扭矩。

作为一种优选的技术方案，所述假轴的轴侧面还设有测速齿。

测速齿用于测量假轴的运动速度。

作为一种优选的技术方案，安装底座上设有底座安装孔，所述试验平台上设有平台安装槽，所述底座安装孔与所述平台安装槽配合。

这便于所述安装底座与所述验平台的连接。

作为一种优选的技术方案，所述轴承内圈带挡边。

这样的结构便于控制轴系的轴向窜动量。

本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本发明形成了弹性的联轴结构，使得架装变得容易，方便操作，而且便于调节对中，在此基础上，则使得试验时耦合装置和发电机振动大幅降低，有利于减少安全事故的发生。从而解决了有技术存在的耦合试验时双馈风力发电机的架装效率低、对中困难、机械振动大等问题；

(2)本发明延续了既往试验耦合装置的常规连接结构，使得不必改动太大，降低了装置的改装量，降低了改装成本；

(3)本发明保证了双馈风力发电机轴线与试验耦合装置的轴线对中，有利于快速对中，并进一步减小机械振动；

(4)本发明直轴类电机联轴器便于安装制作，而所述过渡盘与所述发电机联轴器采用止口定位，使得定位牢靠；

(5)本发明便于通过相关的连接部件将发电机联轴器与第一轴承座联轴器可靠连接，且方便操作；

(6)本发明便于通过相关的连接部件将第一轴承座联轴器与轴承座组装可靠连接，且方便操作；

(7)本发明便于通过相关的连接部件将假轴或扭矩传感器及传感器联轴器与第二轴承座联轴器可靠连接，且方便操作；

(8)本发明测速齿便于测量假轴的运动速度，从而根据运动速度设置和调整对中、试验等相关参数，便于提高整个装置的适用性和可靠性；

(9)本发明便于所述安装底座与所述验平台的连接；

(10)本发明便于控制轴承的轴系的轴向窜动量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述轴承座组装的结构示意图；

图3为本发明所述发电机联轴器的结构示意图；

图4为图3的右视图；

图5为本发明所述假轴的结构示意图；

图6为图5的右视图；

图7为本发明所述第一轴承座联轴器的结构示意图；

图8为图7的右视图。

附图中标记及相应的零部件名称：1、假轴，2、扭矩传感器，3、发电机联轴器，4、第一轴承座联轴器，5、轴承座组装，6、第二轴承座联轴器，7、传感器联轴器，8安装底座，9试验平台，10、速度测量装置，11、假轴连接盘，12、假轴螺栓槽，13、测速齿，14、工艺螺纹孔，15、假轴安装孔，16、减重孔，17、第三键槽，18、假轴外止口，31、过渡盘，32、发电机联轴器连接组件，33、第一柱销安装孔，41、第一轴承座联轴器通孔，42、第一轴承座联轴器螺纹孔，43、第二柱销安装孔，44、第二键槽，51、转轴，52、轴承座，53、隔套，54、轴承，55、轴承盖，56、轴承座组装连接盘，57、第一键槽，58、轴承座组装安装孔，59、轴承座组装键及安装螺钉，541、挡边，561、轴承座组装内止口，562、吊环螺钉，81、底座安装孔，91、平台安装槽，89、底座平台连接部件，100、双馈风力发电机，101、轴伸，102、发电机本体。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

值得说明的是，本发明的假轴连接盘11、假轴螺栓槽、测速齿13、工艺螺纹孔14、假轴安装孔15、减重孔16、第三键槽17、假轴外止口18、过渡盘31、发电机联轴器连接组件32、第一柱销安装孔33、第一轴承座联轴器通孔41、第一轴承座联轴器螺纹孔42、第二柱销安装孔43、第二键槽44、柱销锥孔45、轴承座组装连接盘56、第一键槽57、轴承座组装安装孔58、轴承座组装键及安装螺钉59、轴承座组装内止口561、吊环螺钉562、底座安装孔81、平台安装槽91、底座平台连接部件89、双馈风力发电机100、轴伸101、发电机本体102等部件，由于并非本发明核心发明点、或属于现有技术、或图中已表示清楚，故未再对其结构和工作原理做进一步地文字阐述。

实施例1

如图1至图8所示，一种双馈风力发电机试验耦合装置，包括假轴1或扭矩传感器2，所述假轴1或所述扭矩传感器2在两个双馈风力发电机的轴伸101之间，所述两个双馈风力发电机的轴伸101对向设置且位于同一水平线上，在两个双馈风力发电机的轴伸101沿轴伸101根部至轴伸101末端方向上套设有依次连接的发电机联轴器3、第一轴承座联轴器4、轴承座组装5、第二轴承座联轴器6、传感器联轴器7等，所述传感器联轴器7套装在假轴1或扭矩传感器2的轴上，第二轴承座联轴器6与假轴1或扭矩传感器2连接，所述发电机联轴器3与所述第一轴承座联轴器4弹性连接。

使用时，两个双馈风力发电机分别作为拖动机端、试验机，所述发电机联轴器3与所述第一轴承座联轴器4弹性连接，从而形成了弹性的联轴结构，使得架装变得容易，方便操作，而且便于调节对中，在此基础上，则使得试验时耦合装置和发电机振动大幅降低，有利于减少安全事故的发生。从而解决了有技术存在的耦合试验时双馈风力发电机的架装效率低、对中问题困难、机械振动大等问题。

作为一种优选的技术方案，所述第一轴承座联轴器4、轴承座组装5、第二轴承座联轴器6、传感器联轴器7依次刚性连接。

以上连接延续了既往试验耦合装置的常规连接结构，使得不必改动太大，降低了装置的改装量，降低了改装成本。

作为一种优选的技术方案，还包括试验平台9、安装于试验平台9上的安装底座8，所述假轴1或所述扭矩传感器2安装于所述安装底座8上，组装后发电机联轴器3、第一轴承座联轴器4、轴承座组装5、第二轴承座联轴器6、传感器联轴器7的中心线均在一条水平线上，该水平线距所述试验平台9上表面的高度与两个双馈风力发电机的轴伸101的中心线距所述试验平台9上表面的高度相同。

以上结构更利于保证了双馈风力发电机轴线与试验耦合装置的轴线对中，有利于快速对中，并减小机械振动。

作为一种优选的技术方案，还包括过渡盘31，所述发电机联轴器3为直轴类电机联轴器，所述过渡盘31与所述发电机联轴器3采用止口定位。

直轴类电机联轴器便于安装制作，而所述过渡盘31与所述发电机联轴器3采用止口定位，使得调试方便，定位可靠。

实施例2

如图1至图8所示，作为实施例1的进一步优化，本实施例包含了实施例1的全部技术特征，除此之外，本实施例还包括以下技术特征：

作为一种优选的技术方案，所述轴承座组装5包括转轴51，所述转轴51两端外圆面设有第一键槽57、用于与第一轴承座联轴器4和/或第二轴承座联轴器6连接的转轴51安装孔。

这便于通过相关的连接部件将轴承座组装5与第一轴承座联轴器4和/或第二轴承座联轴器6可靠连接，且方便操作。

作为一种优选的技术方案，所述第一轴承座联轴器4上设有第二键槽44，第二键槽44的宽度和深度与第一键槽57的宽度和深度匹配。

这便于通过相关的连接部件将第一轴承座联轴器4与轴承座组装5可靠连接，且方便操作。

作为一种优选的技术方案，所述假轴1端面设有第三键槽17，所述第二轴承座联轴器6端面设有第四键槽61，所述第三键槽17与所述第四键槽61大小和深度相同。

这便于通过相关的连接部件将假轴1与第二轴承座联轴器6可靠连接，且方便操作。

作为一种优选的技术方案，所述假轴1的轴侧面还设有测速齿13。

测速齿13便于测量假轴1的运动速度。

作为一种优选的技术方案，安装底座8上设有底座安装孔81，所述试验平台9上设有平台安装槽91，所述底座安装孔81与所述平台安装槽91配合。

这便于所述安装底座8与所述验平台9的连接。

作为一种优选的技术方案，所述轴承54内圈带挡边541。

这样的结构便于控制轴承54的轴系的轴向窜动量。

实施例3

如图1至图8所示，本实施例包含实施例1、实施例2的全部技术特征，本实施例在实施例1、实施例2的基础上，提供更细化的实施方式。

本发明所描述的是一种双馈风力发电机试验耦合装置，该装置是一种弹性联轴结构试验装置，用弹性联轴结构替换原球笼式万向联轴器，假轴1替换扭矩传感器2完成出厂试验任务。该装置主要包括1件安装底座8、1件扭矩传感器2、1件假轴1、两套轴承座组装5(含1件转轴51、1件轴承座52、2件第二轴承座联轴器6、2件隔套53、2件轴承54、2件轴承盖55等)、2件传感器联轴器7、2件第一轴承座联轴器4、两套发电机联轴器3、柱销和橡胶圈及紧固件等。机械连接依次为拖动机端(双馈风力发电机)的发电机联轴器3、轴承座组装5、假轴1或扭矩传感器2、轴承座组装5、被试发电机的发电机联轴器3。轴承座52和扭矩传感器2均安装在安装底座8上，组装后装置的中心高与双馈风力发电机中心高相同。本装置与双馈风力发电机采用地脚螺栓均安装在试验平台上，型式试验时使用扭矩传感器2，以精确测量发电机效率等参数，出厂试验时拆除扭矩传感器2，用假轴1替换该扭矩传感器2，以延长扭矩传感器2的使用年限。

该装置设计制造组装后，其中心高与双馈风力发电机中心高相同，型式试验时使用扭矩传感器2，以精确测量发电机效率等参数，出厂试验时拆除扭矩传感器2，用假轴1替换该扭矩传感器2，以延长扭矩传感器2的使用年限。该装置通过拖动机端(双馈风力发电机)的发电机联轴器3与第一轴承座联轴器4弹性连接，轴承座52另一端的第二轴承座联轴器6与假轴1或扭矩传感器2的传感器联轴器7刚性连接，扭矩传感器2另一端的传感器联轴器7或假轴1与轴承座52的第二轴承座联轴器6刚性连接，轴承座52另一端的第一轴承座联轴器4与被试发电机的发电机联轴器3弹性连接，从而实现扭矩的传递。该装置一旦安装，不再随时拆移。试验前将发电机联轴器3安装到双馈风力发电机转轴51上，然后与装置进行耦合，实现弹性连接即可。

双馈风力发电机试验耦合装置详见图1，其中尺寸A为安装底座8的总高度，B为轴承座组装5和扭矩传感器2的旋转轴心线距离安装底座8上表面的高度，C为双馈风力发电机的轴心线高度，R为两套轴承座组装5的第二轴承座联轴器6端面之间的长度(不含止口高度)。

安装底座8用于安装两套轴承座组装5和扭矩传感器2，该底座由钢板t30焊接加工而成，安装底座8设置有轴承座组装5、扭矩传感器2、速度测量装置10及与试验平台9间的底座安装孔81，底座安装孔81的大小和位置需与试验平台9的T形槽(平台安装槽91)之间的距离相同。轴承座组装5和扭矩传感器2组装后，其旋转轴心线总高度A+B须与双馈风力发电机的轴心线高度C相同。

轴承座组装5详见图2，由1件转轴51、1件轴承座52、2件第二轴承座联轴器6、2件隔套53、2件轴承54、2件轴承盖55及紧固件等零部件组成，转轴51直径ΦO及其长度的大小需能传递双馈风力发电机要求的扭矩，采用对称双键配置，转轴51端面还设置有联轴器的安装孔。轴承座组装5采用双NJ型轴承54的机构设计(轴承54的单边带挡边541，两个轴承54的挡边541靠内侧，控制轴承54的轴系的轴向窜动量)，轴承54的规格大小需能满足双馈风力发电机要求的扭矩和转速要求。第二轴承座联轴器6的连接盘外径尺寸、安装孔的大小和分布圆尺寸与传感器、内止口的直径和假轴1的对应尺寸相同，并能满足双馈风力发电机的扭矩要求。

发电机联轴器3由过渡盘31和直轴类电机试验联轴器组成，实现与发电机联轴器3的弹性连接，直轴类电机试验联轴器已申报专利(《一种直轴类电机试验联轴器》申请号：CN202021867789.8)。过渡盘31与直轴类电机试验联轴器采用止口定位，用至少10套M16螺栓及垫圈将过渡盘31紧固安装到直轴类电机试验联轴器端面。过渡盘31厚度尺寸D于柱销长度匹配，外径ΦK较分布圆直径ΦH和橡胶圈的外径之和大10mm，外圆面对称布置4个M16工艺螺孔，内径尺寸ΦE较分布圆直径ΦH小60mm左右，深度尺寸F约35mm，10×Φ18为安装孔，其分布圆尺寸与直轴类电机试验联轴器的轴套的对应尺寸相同，10×R18是基于过渡盘31重量和方便螺栓紧固而设置。12×ΦI是弹性柱销及橡胶圈的插孔，ΦI与橡胶圈的外径匹配，其分布圆尺寸ΦH优选360mm±20mm。

假轴1为左右对称设计，设置有减重孔，长度尺寸R与图1：一种双馈风力发电机试验耦合装置中所示的长度尺寸R相同，厚度尺寸Q和直径尺寸ΦS需能传递双馈风力发电机试验时的扭矩，并具有1.7倍及以上的机械过载能力。假轴1还设置有键槽，其大小和深度与第二轴承座联轴器6的键槽大小和深度相同。连接盘的外止口尺寸和凸出高度、安装孔大小及其分布圆尺寸等与第二轴承座联轴器6的内止口尺寸和深度、安装孔大小及分布圆尺寸匹配，假轴1还设置有工艺孔和两处测速齿，测速齿的轴向厚度不小于30mm，测速齿的外径、齿数和位置与图1：一种双馈风力发电机试验耦合装置中所示的速度测量装置相同。

第一轴承座联轴器4安装于轴承座组装5中第二轴承座联轴器6的另一端，实现与发电机联轴器3的弹性连接，端面对称设置有三个螺纹孔和三个通孔，用于联轴器的压装和拆卸，外圆面对称设置有四个工艺孔M16。联轴器内孔设置有键槽，其宽度和深度与轴承座组装5中转轴51上的键槽宽度和深度匹配，联轴器的内孔长度尺寸P和内径尺寸ΦO与轴承座组装5中的转轴51长度尺寸和外径ΦO匹配，外径尺寸ΦT较内径尺寸ΦO大50mm～55mm，厚度尺寸N、柱销安装孔的锥度大小和大小ΦM与柱销的锥度长短、锥度大小及大小匹配，孔的数量优选12个，分布圆ΦH和外径ΦK与发电机联轴器3对应的分布圆和外径相同。

使用要求：

A、用螺栓及垫圈等将轴承座组装5和扭矩传感器2等安装紧固在安装底座8上，地脚螺栓将安装底座8安装在试验平台上。

B、扭矩传感器2或假轴1与第二轴承座联轴器6之间采用双键对称安装，第一轴承座联轴器4与转轴51之间采用双键对称安装，传递扭矩。

C、为确保试验数据的准确性和可靠性，型式试验时，使用扭矩传感器2。为延长扭矩传感器2的使用寿命，出厂试验时，拆除扭矩传感器2，用假轴1替换。

D、双馈风力发电机架装时，发电机联轴器3的过渡盘31与第一轴承座联轴器4端面间的距离约0.5mm～1.0mm，端面之间的距离偏差不大于0.2mm，第一轴承座联轴器4的过渡盘31与发电机联轴器3最大外圆面的径向位置偏差不大于0.2mm。

E、将过渡盘31与发电机联轴器3分布圆的ΦH的孔位对齐后，安装紧固好1两套柱销和若干橡胶圈。

本发明即能保障型式试验数据准确性和可靠性，又能延长扭矩传感器2使用寿命。

本发明使用弹性联轴结构，既能隔离振动，保障试验运行可靠性和安全性，也能提高架装发电机的效率，减轻员工劳动强度。

本发明轴承座组装5中，采用双轴承54NJ型轴承54的结构设计，杜绝因轴心线不对中带来的振动对扭矩传感器2造成致命损坏。

本发明双轴承座组装5的设计组装，杜绝轴心线不对中带来的振动对扭矩传感器2致命损坏。

如上所述，可较好地实现本发明。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，包括假轴或扭矩传感器，所述假轴或所述扭矩传感器在两个双馈风力发电机之间，所述两个双馈风力发电机的轴伸对向设置且位于同一水平线上，在两个双馈风力发电机的轴伸沿轴伸根部至轴伸末端方向上套设有依次连接的发电机联轴器、第一轴承座联轴器、轴承座组装、第二轴承座联轴器、传感器联轴器，所述传感器联轴器套装在假轴或扭矩传感器的轴上，第二轴承座联轴器与假轴或扭矩传感器连接，所述发电机联轴器与所述第一轴承座联轴器弹性连接。

2.根据权利要求1所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，所述第一轴承座联轴器、轴承座组装、第二轴承座联轴器、传感器联轴器依次刚性连接。

3.根据权利要求2所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，还包括试验平台、安装于试验平台上的安装底座，所述轴承座组装和所述扭矩传感器安装于所述安装底座上，组装后的发电机联轴器、第一轴承座联轴器、轴承座组装、第二轴承座联轴器、传感器联轴器的中心线均在一条水平线上，该水平线距所述试验平台上表面的高度与两个双馈风力发电机的轴伸的中心线距所述试验平台上表面的高度相同。

4.根据权利要求3所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，还包括过渡盘，所述发电机联轴器为直轴类电机联轴器，所述过渡盘与所述发电机联轴器采用止口定位。

5.根据权利要求4所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，所述轴承座组装包括转轴，所述转轴两端面设有第一键槽、用于与第一轴承座联轴器和/或第二轴承座联轴器连接的转轴安装孔。

6.根据权利要求5所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，所述第一轴承座联轴器上设有第二键槽，第二键槽的宽度和深度与第一键槽的宽度和深度匹配。

7.根据权利要求6所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，所述假轴端面设有第三键槽，所述第二轴承座联轴器端面设有第四键槽，所述第三键槽与所述第四键槽大小和深度相同。

8.根据权利要求7所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，所述假轴的轴侧面还设有测速齿。

9.根据权利要求3至8任一项所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，安装底座上设有底座安装孔，所述试验平台上设有平台安装槽，所述底座安装孔与所述平台安装槽配合。

10.根据权利要求9所述的一种双馈风力发电机试验耦合装置，其特征在于，所述轴承内圈椅端带挡边。

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