CN207830038U - 风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电机组风轮叶片结构试验技术领域，尤其涉及一种风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置。该装置包括驱动控制装置和叶片固定装置，所述驱动控制装置包括电动机、双输出轴减速机和两个摆动调节机构，所述摆动调节机构包括从动轴、设置在所述从动轴上的两个摆臂以及设置在两个所述摆臂之间的运动质量块，所述电动机的输出轴与所述双输出轴减速机的输入轴连接，所述双输出轴减速机的两个输出轴分别与两个所述从动轴对应连接。该装置能够输出较大的激振力，有效提高了疲劳试验所需的激振力，从而满足疲劳试验的要求，不仅解决了偏心轮单侧激励偏心问题，而且解决了叶片挥舞方向疲劳试验激振力大的问题。

Description

风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组风轮叶片结构试验技术领域，尤其涉及一种风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置。

背景技术

风轮叶片是风力发电机组的关键部件，在风机运行过程中叶片需要长期承受较大的风载荷，叶片在设计疲劳寿命内安全工作至关重要。

叶片疲劳测试是叶片设计、定型、生产过程中重要的测试，通过试验可以模拟叶片20年的运行寿命，可以检验叶片的结构、铺层和粘接设计是否合理，也可发现叶片在生产制造过程中的一些生产缺陷，验证叶片的设计、制造是否满足要求。

叶片疲劳试验的激励模式主要为利用强迫驱动法或共振法对叶片进行加载。其中强迫驱动加载设备能耗高，成本昂贵，且设备故障维修周期长，所以国内大多数采用减速电机带动偏心轮共振法激励。采用单轴激励时，需要分别对叶片进行展向和弦向的激励，即挥舞方向和摆振方向分别进行疲劳测试。随着风电行业的发展，风力发电机组的功率不断提高，风电叶片的长度不断增加，叶片设计载荷不断增大，尤其是叶片挥舞方向疲劳所需激振力大大增加，常规电机激励设备已经无法满足叶片疲劳试验所需激振力的要求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，解决现有电机激励设备无法满足叶片疲劳试验所需激振力要求的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，包括驱动控制装置以及与所述驱动控制装置相连的叶片固定装置，其中，所述驱动控制装置包括电动机、双输出轴减速机、以及对称设置在所述双输出轴减速机左右两侧的两个摆动调节机构；所述摆动调节机构包括从动轴、设置在所述从动轴上的两个摆臂、以及设置在两个所述摆臂之间的运动质量块；所述电动机的输出轴与所述双输出轴减速机的输入轴连接，所述双输出轴减速机的两个输出轴分别与两个所述从动轴对应连接。

进一步地，所述从动轴通过轴承支架进行支撑，所述轴承支架包括三角支架、设置在所述三角支架上的轴承座、以及设置在所述轴承座上的轴承，所述从动轴安装在所述轴承上。

进一步地，所述双输出轴减速机的底部设有用于支撑所述双输出轴减速机的减速机安装支架，所述双输出轴减速机通过第一安装螺栓安装固定在所述减速机安装支架上。

具体地，两个所述摆臂之间连接有连接螺杆，所述摆臂通过第一螺母与所述连接螺杆锁紧固定；所述运动质量块设置在所述连接螺杆上，所述运动质量块通过第二螺母与所述连接螺杆锁紧固定。

具体地，所述双输出轴减速机的输出轴上设有第一轴套法兰，所述从动轴上设有第二轴套法兰，所述第一轴套法兰与所述第二轴套法兰通过固定螺栓连接固定。

具体地，所述双输出轴减速机的输出轴与所述第一轴套法兰通过第一连接键连接固定，所述从动轴与所述第二轴套法兰通过第二连接键连接固定。

进一步地，所述叶片固定装置包括从上到下依次设置的上钢制夹具、上木质随型、下木质随型和下钢制夹具，其中所述上钢制夹具与所述上木质随型固定连接，所述下木质随型与所述下钢制夹具固定连接。

具体地，所述上钢制夹具与所述下钢制夹具的两端分别通过连接螺栓连接固定。

具体地，所述轴承支架通过第二安装螺栓安装固定在所述上钢制夹具上。

具体地，所述减速机安装支架通过第三安装螺栓安装固定在所述上钢制夹具上。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，通过在双输出轴减速机的左右两侧对称设置两个摆动调节机构，能够输出较大的激振力，有效的提高了疲劳试验所需的激振力，从而满足疲劳试验的要求，本装置不仅解决了偏心轮单侧激励偏心问题，而且解决了叶片挥舞方向疲劳试验激振力大的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置中轴承支架的结构示意图。

图中：1：电动机；2：双输出轴减速机；31：第一轴套法兰；32：第二轴套法兰；4：从动轴；5：轴承支架；6：减速机安装支架；7：摆臂；8：连接螺杆；9：运动质量块；10：上钢制夹具；11：上木质随型；12：下木质随型；13：下钢制夹具；14：连接螺栓；15：轴承；16：轴承座；17：三角支架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，包括驱动控制装置以及与所述驱动控制装置相连的叶片固定装置。

所述驱动控制装置包括电动机1、双输出轴减速机2、以及对称设置在所述双输出轴减速机2左右两侧的两个摆动调节机构。所述摆动调节机构包括从动轴4、设置在所述从动轴4上的两个摆臂7、以及设置在两个所述摆臂7之间的运动质量块9。所述电动机1的输出轴与所述双输出轴减速机2的输入轴连接，所述双输出轴减速机2的两个输出轴分别与两个所述从动轴4对应连接。

其中，所述电动机1采用三相异步电动机。

其中，所述从动轴4通过轴承支架5进行支撑，所述轴承支架5包括三角支架17、设置在所述三角支架17上的轴承座16、以及设置在所述轴承座16上的轴承15，所述从动轴4安装在所述轴承15上。

其中，所述双输出轴减速机2的底部设有用于支撑所述双输出轴减速机2的减速机安装支架6，所述双输出轴减速机2通过第一安装螺栓安装固定在所述减速机安装支架6上，所述电动机1安装在所述减速机安装支架6上。

其中，两个所述摆臂7之间连接有连接螺杆8，所述摆臂7通过第一螺母与所述连接螺杆8锁紧固定。所述运动质量块9设置在所述连接螺杆8上，所述运动质量块9通过第二螺母与所述连接螺杆8锁紧固定。

其中，所述双输出轴减速机2的输出轴上设有第一轴套法兰31，所述从动轴4上设有第二轴套法兰32，所述第一轴套法兰31与所述第二轴套法兰32通过固定螺栓连接固定。

其中，所述双输出轴减速机2的输出轴与所述第一轴套法兰31通过第一连接键连接固定，所述从动轴4与所述第二轴套法兰32通过第二连接键连接固定。

进一步来说，所述叶片固定装置包括从上到下依次设置的上钢制夹具10、上木质随型11、下木质随型12和下钢制夹具13，其中所述上钢制夹具10与所述上木质随型11固定连接，所述下木质随型12与所述下钢制夹具13固定连接，通过所述上木质随型11和所述下木质随型12来固定风力发电机组风轮叶片。

其中，所述上钢制夹具10与所述下钢制夹具13的两端分别通过连接螺栓14连接固定。

其中，所述轴承支架5通过第二安装螺栓安装固定在所述上钢制夹具10上。

其中，所述减速机安装支架6通过第三安装螺栓安装固定在所述上钢制夹具10上。

本实用新型实施例所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置的工作原理如下：

首先，将所述上钢制夹具10与所述上木质随型11固定为一体，将所述下木质随型12与所述下钢制夹具13固定为一体。然后利用起重机将所述上钢制夹具10与所述下钢制夹具13放置于叶片加载截面表面，使所述上木质随型11和所述下木质随型12与叶片表现紧密贴合在一起，之后利通过所述连接螺杆14将所述上钢制夹具10与所述下钢制夹具13的两端固定于叶片加载截面位置。

然后，将所述减速机安装支架6通过第三安装螺栓固定在所述上钢制夹具10上，然后将所述双输出轴减速机2通过第一安装螺栓固定在所述减速机安装支架6上。将所述双输出轴减速机2与电动机1进行连接，将所述摆臂7安装固定在所述从动轴4，将所述轴承支架5通过第二安装螺栓安装固定在所述上钢制夹具10上，使所述从动轴4的一端穿过所述轴承15的轴孔，通过所述第一轴套法兰31与所述第二轴套法兰32将所述双输出轴减速机2与所述从动轴4的另一端进行连接，将所述运动质量块9放置于所述连接螺杆8上，并将所述连接螺杆8安装固定在两个所述摆臂7之间。

装置安装完成后，通过外置控制***同时所述电动机1和两个所述双输出轴减速机2，所述双输出轴减速机2的输出轴带动所述从动轴4转动，所述从动轴4带动所述摆臂7随之转动。通过外接变频器能够调节所述摆臂7的转动频率，当所述摆臂7的转动频率与叶片固有频率相一致时，两者将发生共振，从而带动叶片水平振动。通过调节所述运动质量块9的重量来调节试验载荷，从而满足叶片疲劳试验目标载荷的要求。

综上所述，本实用新型实施例所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，通过在双输出轴减速机的左右两侧对称设置两个摆动调节机构，能够输出较大的激振力，有效提高了疲劳试验所需的激振力，从而满足疲劳试验的要求，不仅解决了偏心轮单侧激励偏心问题，而且解决了叶片挥舞方向疲劳试验激振力大的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：包括驱动控制装置以及与所述驱动控制装置相连的叶片固定装置，其中，所述驱动控制装置包括电动机、双输出轴减速机、以及对称设置在所述双输出轴减速机左右两侧的两个摆动调节机构；所述摆动调节机构包括从动轴、设置在所述从动轴上的两个摆臂、以及设置在两个所述摆臂之间的运动质量块；所述电动机的输出轴与所述双输出轴减速机的输入轴连接，所述双输出轴减速机的两个输出轴分别与两个所述从动轴对应连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：所述从动轴通过轴承支架进行支撑，所述轴承支架包括三角支架、设置在所述三角支架上的轴承座、以及设置在所述轴承座上的轴承，所述从动轴安装在所述轴承上。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：所述双输出轴减速机的底部设有用于支撑所述双输出轴减速机的减速机安装支架，所述双输出轴减速机通过第一安装螺栓安装固定在所述减速机安装支架上。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：两个所述摆臂之间连接有连接螺杆，所述摆臂通过第一螺母与所述连接螺杆锁紧固定；所述运动质量块设置在所述连接螺杆上，所述运动质量块通过第二螺母与所述连接螺杆锁紧固定。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：所述双输出轴减速机的输出轴上设有第一轴套法兰，所述从动轴上设有第二轴套法兰，所述第一轴套法兰与所述第二轴套法兰通过固定螺栓连接固定。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：所述双输出轴减速机的输出轴与所述第一轴套法兰通过第一连接键连接固定，所述从动轴与所述第二轴套法兰通过第二连接键连接固定。

7.根据权利要求3所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：所述叶片固定装置包括从上到下依次设置的上钢制夹具、上木质随型、下木质随型和下钢制夹具，其中所述上钢制夹具与所述上木质随型固定连接，所述下木质随型与所述下钢制夹具固定连接。

8.根据权利要求7所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：所述上钢制夹具与所述下钢制夹具的两端分别通过连接螺栓连接固定。

9.根据权利要求8所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：所述轴承支架通过第二安装螺栓安装固定在所述上钢制夹具上。

10.根据权利要求9所述的风力发电机组风轮叶片疲劳试验单电机双输出轴激励装置，其特征在于：所述减速机安装支架通过第三安装螺栓安装固定在所述上钢制夹具上。