專利名稱：用于測試風輪機設備的包括角度調(diào)節(jié)裝置的測試臺及方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于測試風輪機設備的測試臺以及用于測試風輪機設 備的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已知的風輪機包括漸縮的風輪機塔體和位于塔體頂部的風 輪機機艙。帶有數(shù)個風輪機葉片的風輪機轉(zhuǎn)子通過低速軸連接至機艙，如 圖l所示，低速軸伸出機搶前部。
大型現(xiàn)代風輪機一直變得越來越大，并且風輪機的諸如齒輪箱、發(fā)電 機、制動系統(tǒng)等的不同部件也變得越來越大。進一步地，技術(shù)發(fā)展使得部 件以及部件之間的相互作用越來越分化和復雜。對于風輪機的效率和輸出 來說，這當然是有利的，但是由于這些大型的風輪機是昂貴的、且故障成 本非常高，所以重要的是確保風輪機部件的壽命、耐用性、質(zhì)量、滿負載 等被良好地記錄。
進行記錄的一種方法是在運轉(zhuǎn)的風輪機上收集信息，以及然后以這些 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析為基礎執(zhí)行維護程序、對部件的選擇等等。但是這種方法
是相當?shù)托У?，原因在于如果?shù)據(jù)顯示預期壽命為20年的部件僅僅持續(xù) 了 7年的平均壽命，則在這7年中制造的類似風輪機將也包含這些有缺陷 的部件；而且在大多數(shù)情況下所述數(shù)據(jù)不能揭露部件是否因為低下的質(zhì)量 而出現(xiàn)故障一一如果其被錯誤地安裝或使用或如果數(shù)個相互作用的因素導 致壽命縮短。
在歐洲專利申請第EP 1 564 405 Al號中公開了解決此問題的另一方 法。該申請公開了 一種用于對主要是機艙的結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及機艙部件執(zhí)行疲
6勞和載荷測試的測試臺。但是測試機艙結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度的主要目的在于減 少材料的使用或者對這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設計進行優(yōu)化，由此降低構(gòu)件的成本 和重量以及確保它們能夠耐受在風輪機正常工作期間作用于其上的載荷。 這對于部件的選擇、部件的相互作用以及可防止故障和降低部件成本的其 它方面將不會提供有用的信息。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于測試風輪機設備的有利和有效的 技術(shù)。
特別地，本發(fā)明的目的是提供一種用于測試風輪機設備的技術(shù)，其提 供更為真實的載荷類型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于測試風輪機設備的測試臺。所述測試臺包括在所 述測試期間將載荷直接地或間接地施加至所述設備的 一個或多個載荷施加 裝置，其中，所述測試臺包括用于調(diào)節(jié)所述設備相對于水平面的測試角度 的角度調(diào)節(jié)裝置。
大型現(xiàn)代風輪機上的轉(zhuǎn)子因為各種原因而成角度地設置，使得轉(zhuǎn)子面 不垂直于地面。這使得大多數(shù)風輪機中的傳動系成角度地定位而不平行于 地面的水平面，其原因在于傳動系垂直于轉(zhuǎn)子面。由于傳動系和傳動系部 件是風輪才幾非常重要的部件，所以有利的是在測試臺上一 一尤其是在能夠
以相對于水平面不為0°的測試角度對設備進行測試的測試臺上一一對這
些部件進4于測試。
在本發(fā)明的 一個方面，在測試期間所述測試角度是固定或動態(tài)可調(diào)的。 由此獲得本發(fā)明的有利實施方式。
在本發(fā)明的一個方面，所述角度調(diào)節(jié)裝置包括用于調(diào)節(jié)所述測試角度 以使之基本上與所述設備的正常操作角對應的裝置，所述正常操作角例如 為機艙中的傳動系相對于g的角度。
這是有利的，原因在于由此可以提供可執(zhí)行更有效和/或更可靠測試的
測試臺。在本發(fā)明的一個方面，在所述測試期間所述測試臺的驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)所
述i殳備的輸入軸。
通過在測試期間旋轉(zhuǎn)所迷設備的輸入軸、以及同時將載荷施加至所述設備，可以模擬在風輪機正常運行期間以及極端情形下作用在所述設備上的載荷，由此使得可以比較在相同正常載荷情形下的不同設備以及進行加速壽命測試。這是有利的，其原因在于由此可以對設備執(zhí)行更有效的測試，其使得能夠動態(tài)地調(diào)節(jié)載荷類型和大小，例如如果需要調(diào)節(jié)為與真實載荷基本相同，或者如果需要作用過載。
需要強調(diào)的是，術(shù)語"軸"應該理解為任何類型的桿、棒、管、管子、環(huán)、聯(lián)結(jié)器、套管、套筒或其它能夠傳遞旋轉(zhuǎn)的裝置。軸并不限于實心，而是例如也能夠是形成風輪機齒輪箱的行星架或齒圏或與之附接的中空環(huán)或套管。
在本發(fā)明的一個方面，所述驅(qū)動裝置是電動馬達。
容易非常精確地控制電動馬達的旋轉(zhuǎn)速度以及特別是扭矩，這是有利的，原因在于由此可以對風輪機設備執(zhí)行更有效、更精確和/或更實際的測試。
在本發(fā)明的一個方面，所述設備是諸如主軸承、齒輪箱和發(fā)電機的風輪機傳動系部件，且所述發(fā)電機連接至公共電網(wǎng)或公共電網(wǎng)模擬裝置。
風輪機的傳動系部件都包括置于處在正常操作角一一該正常操作角相對于水平面不為0° —一的機艙中的旋轉(zhuǎn)部分。傳動系部件通常置于機艙內(nèi)的這一事實使得對之進行維修和更換是非常困難的與高成本的。因此有利的是，特別是傳動系部件在包括角度調(diào)節(jié)裝置和載荷施加裝置的測試臺上測試，其中角度調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述設備的測試角度，載荷施加裝置用于將載荷施加至所述部件。
在本發(fā)明的一個方面，所述公共電網(wǎng)或公共電網(wǎng)模擬裝置是所述測試臺的間接載荷施加裝置。
這是有利的，其原因在于，通過將發(fā)電機連接至公共電網(wǎng)或公共電網(wǎng)模擬裝置而將栽荷間接地施加至所述設備，有可能更精確地模擬實際風輪機的載荷情形、或例如通過建立永久過載情形或變化載荷情形來執(zhí)行加速壽命測試。
在本發(fā)明的一個方面，所述公共電網(wǎng)模擬裝置包括用于動態(tài)地調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)頻率的裝置。
通過使得能夠在測試期間動態(tài)地調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)頻率，可以模擬設備的正常工作情形以及電網(wǎng)的極端情形或故障情形，由此利于進行更有效和/或更真實的測試。
在本發(fā)明的一個方面，所述公共電網(wǎng)模擬裝置包括轉(zhuǎn)換器。
使得所述公共電網(wǎng)模擬裝置包括轉(zhuǎn)換器是有利的，其原因在于，轉(zhuǎn)換器提供用于動態(tài)地調(diào)節(jié)不同電網(wǎng)參數(shù)的裝置，從而能夠進行更有效的測試。
在本發(fā)明的一個方面，所述一個或多個載荷施加裝置中的至少一個包
括用于將軸向和/或徑向載荷施加至所述i殳備的輸入軸的裝置。
在實際風輪機中，在設備的正常工作期間，任何風輪機設備的輸入軸將始終一一至少在一定程度上一一受到軸向和/或徑向力的影響。因此有利的是在測試期間施加這些載荷以實現(xiàn)更有效和/或更真實的測試。在本發(fā)明的一個方面，所述設備是風力發(fā)電機。風輪機的發(fā)電機的功能對于風輪機的效率而言是非常重要的，且由于發(fā)電機是非常復雜和昂貴的、以及由于其通常在風輪機機艙中成角度地設置_一在所述機艙處難以進行維修和更換，所以有利的是提供一測試臺，該測試臺能夠調(diào)節(jié)發(fā)電機的測試角度以及同時能夠在測試期間將載荷施加至發(fā)電才幾。
在本發(fā)明的一個方面，所述測試臺是固定的。
用于對諸如風力發(fā)電機的設備進行測試的風輪機測試臺可容易地重達50公噸，因此有利的是使得測試臺固定。
在本發(fā)明的一個方面，所述測試臺包括用于對所述i史備的至少一部分周圍的諸如溫度、濕度和氣壓的一個或多個氣候參數(shù)進行充分控制的空調(diào)裝置。
氣候參數(shù)對于運轉(zhuǎn)風輪機而言是非常重要的應力因素，特別是非常高
9或非常低的溫度或溫度的不停變化有可能損壞風輪機設備。通過提供帶有 空調(diào)裝置的測試臺，可以充分控制一個或多個氣候參數(shù)，由此j吏得能夠?qū)?設備進行更有效和/或更真實的測試。與其它因素一起，這將使得能夠?qū)崿F(xiàn)
設備的HALT (高加速壽命測試)，高加速壽命測試為一種在與設備的期 高效方式。
在本發(fā)明的一個方面，所述空調(diào)裝置是至少一個封閉所述設備或封閉 所述設備至少 一部分的空調(diào)箱。
以空調(diào)箱基本封閉設備或設備的至少 一部分，這提供了 一種較簡單和 廉價的方式以在所述設備周圍建立受控的環(huán)境。進一步地，基本封閉設備 的空調(diào)箱將還有具有吸音的輔助效果，由此降低從測試臺發(fā)出的噪音。
在本發(fā)明的一個方面，所述測試臺包括在所述測試期間對所述設備和/ 或所述測試臺進行監(jiān)測的監(jiān)測系統(tǒng)。
測試所述設備是為了提取設備的重要信息，諸如設備壽命、耐用性、 效率、總?cè)萘亢唾|(zhì)量。因此有利的是，提供的測試臺具有監(jiān)測系統(tǒng)，以收 集這些或其它信息以用于對被測試的設備進行分析。
在本發(fā)明的一個方面，所述角度調(diào)節(jié)裝置包括一個或多個用于將包括 所述設備的測試臺或所述測試臺的 一部分定位于所述測試角度的線性致動 器。
使用線性致動器來將所述設備定位于測試角度是有利的，其原因在于， 線性致動器是一種使得其上放置設備的測試臺部分成角度設置的簡單和廉 價的方式。
在本發(fā)明的一個方面，所述一個或多個線性致動器是液壓缸。
液壓缸能夠升起與其尺寸相比較大的載荷，這是有利的，原因在于這 使得能夠?qū)y試臺進行更有利的設計。
在本發(fā)明的一個方面，所述載荷施加裝置包括用于將軸向載荷作用至 所述設備的輸入軸的裝置。
在風輪機的正常工作期間，除扭矩之外，發(fā)電機在輸入軸內(nèi)通常將僅
10承受軸向載荷(如果在安裝期間傳動系部件正確地對準)，因此有利的是 使得測試臺能夠?qū)⑤S向載荷作用在被測試設備的輸入軸上。
在本發(fā)明的一個方面，所述用于作用軸向載荷的裝置包括用于動態(tài)地 調(diào)節(jié)所述軸向載荷的裝置。
工作風輪機中設備的軸向載荷的大小將根據(jù)風速、電力產(chǎn)出或其它因 素而變化，為了能夠進行真實的或加速的測試，有利的是使得所述軸向載 荷能夠隨著時間而變化和/或調(diào)節(jié)。
本發(fā)明進一步提供一種用于測試風輪機設備的方法。所述方法包括以
下步驟
將所述設備定位在測試臺中，
借助于所述測試臺的角度調(diào)節(jié)裝置將所述設備置于測試角度，以及 借助于所述測試臺的載荷施加裝置將載荷直接和/或間接地施加至所 述設備。
通過將所述^:備定位于測試角度、同時通過因?qū)⑤d荷施加至所述設備 而使所述設備產(chǎn)生應力是有利的，其原因在于由此可以執(zhí)行更有效和/或更 真實的測試。
需要強調(diào)的是，術(shù)語"將所述設備定位在測試臺i"并丕僅僅理解為 在測試期間測試臺環(huán)繞所述設備。"在…中"僅僅是介詞一一其可以采用 多種形式，諸如"在…處"、"在…上，，。
此外，本發(fā)明提供另一種用于測試風輪機設備的方法。所述方法包括 以下步驟
借助于測試臺的角度調(diào)節(jié)裝置將所述測試臺置于測試角度， 將所述設備定位在所述測試臺中，以及
借助于所述測試臺的載荷施加裝置將載荷直接和/或間接地施加至所 述設備。
如果例如有許多發(fā)電機將以相同的測試角度依次地測試，有利的是將 測試臺置于所需的測試角度，并然后連續(xù)地測試所述設備而無需在更換測 試設備之間改變測試角度以例如節(jié)省時間。在本發(fā)明的一個方面，所述測試角度在所述測試期間是固定的或動態(tài) 可調(diào)的。
在本發(fā)明的一個方面，所述測試角度形成為基本上與所述設備的正常 操作角對應，例如為機艙中的傳動系相對于塔體的角度。
在本發(fā)明的一個方面，在測試期間所述設備的輸入軸由所述測試臺的 驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明的一個方面，通過將所述設備的發(fā)電機連接至公共電網(wǎng)或公 共電網(wǎng)模擬裝置而將載荷施加至所述設備。
在本發(fā)明的 一個方面，所述公共電網(wǎng);f莫擬裝置包括用于動態(tài)調(diào)節(jié)電網(wǎng) 電壓和電網(wǎng)頻率的裝置。
在本發(fā)明的一個方面，在所述測試期間將軸向和/或徑向載荷施加至所 述設備的輸入軸。
在本發(fā)明的一個方面，在測試期間對所述設備的至少 一部分周圍的諸 如溫度、濕度和氣壓的一個或多個氣候參數(shù)進行控制。
在本發(fā)明的一個方面，在測試期間通過監(jiān)測系統(tǒng)對所述設備和/或所述 測試臺進行監(jiān)測。


下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明，在所述附圖中 圖1示出從正面觀察的、現(xiàn)有技術(shù)中已知的大型現(xiàn)代風輪機； 圖2示出從側(cè)面觀察的、現(xiàn)有技術(shù)中已知的簡化機艙的一實施方式的 截面圖3示出從側(cè)面觀察的、測試風力發(fā)電機的測試臺的一實施方式； 圖4示出立體的、在安裝風力發(fā)電機期間的測試臺； 圖5示出立體的、在測試風輪機設備期間的測試臺；以及 圖6示出測試臺的一實施方式的立體布置。
具體實施方式
圖1示出現(xiàn)代風輪機1,其包括設置在基礎上的塔體2和位于塔體2 頂部的風輪機機艙3。包括三個風輪機葉片5的風輪機轉(zhuǎn)子4通過伸出機 艙3前部的低速軸連接到機搶3。
圖2示出從側(cè)面觀察的、機搶3的簡化截面圖。
機艙3具有多種變型和構(gòu)造，但在大多數(shù)情況下機搶3中的傳動系14 幾乎總是包括如下部件中的一個或多個齒輪6、聯(lián)結(jié)器(未圖示)、某 種類型的制動系統(tǒng)7及發(fā)電機8。現(xiàn)代風輪機1的機艙3還可以包括轉(zhuǎn)換 器9、逆變器(未圖示)及另外的外圍設備一一例如另外的動力操縱設備、 控制根、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。
包括機艙部件6、 7、 8、 9的整個機艙3的重量由承載結(jié)構(gòu)IO承載。 部件6、 7、 8、 9通常設置在此共用承載結(jié)構(gòu)10上和/或連接到此共用承載 結(jié)構(gòu)10。在此簡化實施方式中，承載結(jié)構(gòu)10僅沿機艙3的底部延伸一一 例如呈連接有一些或所有部件6、 7、 8、 9的基架的形式。在另一實施方式 中，承載結(jié)構(gòu)10可以包括將轉(zhuǎn)子4的載荷傳遞到塔體2的鐘形齒輪(gear bell),和/或承載結(jié)構(gòu)IO可以包括數(shù)個互相連接的部件，例如軒架13。
在本發(fā)明的此實施方式中，傳動系14形成為相對于與塔體2垂直的平 面、穿過塔體2的中心軸線及水平面呈8度的正常操作角NA。傳動系14 傾斜的原因是使得轉(zhuǎn)子4能夠相應地傾斜以例如確保葉片5不會碰到塔體 2,平衡轉(zhuǎn)子4頂部和底部處的風速差，等等。
圖3示出從側(cè)面觀察的、測試風力發(fā)電機8的測試臺12的一實施方式。
在此實施方式中，測試臺12構(gòu)造成測試風力發(fā)電機8。由于發(fā)電機6 制造成在與大多數(shù)馬達15的額定轉(zhuǎn)速大致相同的轉(zhuǎn)速下最優(yōu)地產(chǎn)生電力， 所以該測試臺12的驅(qū)動裝置13不包括齒輪箱，使得測試臺馬達15的輸出 軸通過測試臺12的聯(lián)結(jié)器18、軸適配器24和制動系統(tǒng)17而大致直接地 耦聯(lián)至發(fā)電機8的輸入軸21。在另一實施方式中，驅(qū)動裝置13能夠進一 步包括齒輪箱。
由于在沒有承載結(jié)構(gòu)10—一其能夠限定發(fā)電機8在機艙3內(nèi)的朝 向——的情況下對發(fā)電機8進行測試，從而測試臺12在此實施方式中設置
13有角度調(diào)節(jié)裝置16，角度調(diào)節(jié)裝置16的形式為兩個線性致動器32以及兩 個旋轉(zhuǎn)接頭20，使得能夠在測試角度A下測試發(fā)電機8。
在測試期間，測試角度A將對應于當發(fā)電機8安裝在工作的風輪機1 中時相對于水平面的正常操作角NA。
在此實施方式中，發(fā)電機8連接至將間接載荷施加至發(fā)電機8輸入軸 21的電網(wǎng)模擬裝置，其中，當連接至這些電網(wǎng)模擬裝置時，可以模擬發(fā)電 機產(chǎn)生電力、使得發(fā)電機8的轉(zhuǎn)子部分抵抗旋轉(zhuǎn)從而將載荷施加至輸入軸 21的不同情況。
在本發(fā)明的此實施方式中，測試臺12包括降噪裝置28，降噪裝置28 的形式為吸音箱28，其基本上封閉測試臺12的驅(qū)動裝置13的一部分一一 即提供發(fā)電機輸入軸21的旋轉(zhuǎn)的電動馬達15，從而使得特別是由電動馬 達15產(chǎn)生的噪音能夠被箱28吸收，由此降低測試臺12發(fā)出的噪音。
在本發(fā)明的此實施方式中，測試臺12進一步包括空調(diào)裝置29，空調(diào) 裝置29的形式為空調(diào)箱29，其基本上封閉正在臺12上進行測試的風力發(fā) 電機8。
圖4示出立體的、在安裝風力發(fā)電機8期間的測試臺12。
在此實施方式中，當風力發(fā)電機8升高并剛性地連接至測試臺12時， 測試臺12處在基本上水平的位置。在測試開始之前，測試臺12的角度調(diào) 節(jié)裝置16將設備22傾斜至測試角度A,并且當測試完成時，測試臺12再 次下降至基本上水平的位置，同時移走經(jīng)測試的設備。能夠在測試臺12 的山墻(gable) 30處設置數(shù)個可人工地移動的支撐銷27，其將測試臺12 完全地固定在所需的位置處。
在本發(fā)明的另一實施方式中，測試臺12可在設備22置于測試臺12 上之前設在所需的測試角度A處。雖然這會使得設備22的安裝和拆卸過 程復雜化，但是，這在例如隨后有多個發(fā)電機8需在相同測試角度A進行 測試的情況下將是有利的。不需要對每個新的發(fā)電機8在水平和測試角度 A之間來回傾斜測試臺12，能夠節(jié)省時間。
在此實施方式中，被測試的設備22剛性地連接至測試臺12的頂部23，且角度調(diào)節(jié)裝置16使得測試臺12的整個頂部23—一包括設備22和驅(qū)動 裝置13——相對于靜止的底部15傾斜，底部15剛性地連接至地面。在另 一實施方式中，角度調(diào)節(jié)裝置16能夠進一步包括用于獨立地傾斜頂部23 的一部分一一即測試設備22所附接的部分一一的裝置，使得驅(qū)動裝置13 或驅(qū)動裝置13的大部分始終相對于頂部23維持在固定角度的靜止位置。
在另一實施方式中，頂部基本上僅包括附接測試設備的部分，使得測 試臺12的包括驅(qū)動裝置13或驅(qū)動裝置13的大部分的其余部分始終相對于 水平面維持在固定角度的靜止位置。該種設置要求來自驅(qū)動裝置13的旋轉(zhuǎn) 能夠被傳送至設備的輸入軸21而基本上不受角度差的影響，這可如此地實 現(xiàn)例如將驅(qū)動裝置13偏移至一側(cè)，然后借助于皮帶傳動、鏈條傳動等(未 示出)將驅(qū)動裝置13連接至設備22的輸入軸21,由此使得所述設備能夠 基本自由地豎直運動，同時驅(qū)動裝置保持在固定位置。
也能夠通過數(shù)個卡登或萬向接頭(未示出)實現(xiàn)從驅(qū)動裝置13往設備 22傳遞旋轉(zhuǎn)，該傳遞允許設備22和驅(qū)動裝置13之間的相對運動。
其中，上述的兩種設置使得載荷施加裝置19可包括這樣的振動引發(fā)裝 置(未示出)其能夠在被測試的設備中引發(fā)振動而基本上不振動驅(qū)動裝 置13。
這將當然地要求驅(qū)動裝置13和設備22之間的非常柔性的聯(lián)結(jié)器18， 以確保振動不會傳遞至驅(qū)動裝置13，否則會損壞驅(qū)動裝置13或至少減少 其壽命。
在本發(fā)明的此實施方式中，測試臺12不包括對設備提供間接載荷的公 共電網(wǎng)或測試臺12的公共電網(wǎng)模擬裝置之外的其它載荷施加裝置19，但 是在另一實施方式中，測試臺12能夠帶有載荷施加裝置19,將動態(tài)可調(diào) 軸向載荷26作用至設備22的輸入軸21，如圖中的箭頭所示。這能夠用于 模擬現(xiàn)實中在設備上引發(fā)的軸向載荷。
在另一實施方式中，測試臺12還能夠設置有其它載荷施加裝置19一一 諸如將基本上徑向的載荷施加至設備22的輸入軸21的裝置。
在本發(fā)明的另一實施方式中，測試臺12的連接凸緣一一在測試期間設備22與之附接一一還能夠包括將載荷提供給設備22的裝置，例如某種模 擬風輪機1偏轉(zhuǎn)機構(gòu)(未示出)的載荷的載荷施加裝置19，或者測試臺12 能夠?qū)⑤d荷施加至被測試設備22的其它部分一一諸如機搶3的承載結(jié)構(gòu) 10或被測試設備22的輸出軸，或者以任何其它方式將載荷施加至被測試 設備22以例如增加測試的效率和/或真實性。
圖5示出立體的、在測試風輪機設備22期間的測試臺12。
在本發(fā)明的此實施方式中，測試臺12的頂部23相對于靜止的底部25 傾斜至大約8。的測試角度A。在此實施方式中，頂部23和底部25之間 的旋轉(zhuǎn)接頭20由頂部23和底部25的板部分形成，所a部分相互結(jié)合并 連接至共同的旋轉(zhuǎn)銷31,但是在另一實施方式中，旋轉(zhuǎn)接頭20能夠借助 于軸承(球軸承、滾針軸承、滾柱軸承、滑動軸承或其任何組合)實現(xiàn)， 或者通過將頂部23設置在底部25的支架內(nèi)實現(xiàn)，或者通過使得部分23 和25之間能夠基本自由旋轉(zhuǎn)運動的任何其它方式實現(xiàn)。
角度調(diào)節(jié)裝置16進一步包括兩個線性致動器32——在此情形中為兩 個液壓缸的形式，但是在另一實施方式中線性致動器32能夠是氣動缸、馬 達驅(qū)動軸或其它，或者角度調(diào)節(jié)裝置16能夠包括直接或間接地(例如通過 鏈條)作用在測試臺12的轉(zhuǎn)軸上的齒輪馬達、絞盤、索具，或者所述調(diào)節(jié) 能夠簡單地通過4吏用起重機實現(xiàn)。
在此實施方式中，頂部23在測試期間保持靜止，但是在另一實施方式 中，角度調(diào)節(jié)裝置16等能夠在測試期間引發(fā)被測試設備22的振蕩或振動， 以例如模擬塔體2振蕩、來自葉片5的振動、來自其它風輪機設備的振動 等，以形成真實的載荷情形。
在本發(fā)明的此實施方式中，測試臺12測試發(fā)電機8，發(fā)電機8連接至 電網(wǎng)模擬裝置，使得發(fā)電機8在測試期間間接地能夠用作測試臺12的載荷 施加裝置，其原因在于有可能模擬不同的電網(wǎng)情況一一諸如極端過載情況、 故障情況、短路及其它。電網(wǎng)的這些不同情況由此通過發(fā)電機8間接地將 不同的載荷模擬施加在被測試設備22上。
在另一實施方式中，發(fā)動機8能夠簡單地以與工作中風輪機l相同的
16方式連接至7>共電網(wǎng)。
在本發(fā)明的此實施方式中，驅(qū)動裝置13的主要部分由吸音箱28封閉 以降低從測試臺12發(fā)出的噪音。在另一實施方式中，整個測試臺12能夠 由吸音箱28封閉，或者測試臺12的各個產(chǎn)生噪音的部分能夠各自裝備有 降噪裝置28。在此實施方式中，降噪裝置28是被動式的，但是在另一實 施方式中，裝置28可以是主動式的，例如提供反相的噪音等。
在此實施方式中，被測試設備22基本上由空調(diào)箱29封閉，空調(diào)箱29 使得箱29內(nèi)的溫度在設備22不工作以及不運行時能夠在-45。C和+55。C之 間被自由地調(diào)節(jié)和控制，以及使得箱29內(nèi)的溫度在設備22運行期間能夠 在-40。C和+卯'C之間被自由地調(diào)節(jié)和控制。在本發(fā)明的該實施方式中，這 些溫度范圍足以對被測試設備22提供有效的和/或真實的環(huán)境，但是在另 一實施方式中，測試臺12能夠包括用于將設備22的環(huán)境溫度控制在不同 范圍內(nèi)的裝置，并且空調(diào)裝置29能夠進一步包括用于控制諸如濕度和/或 氣壓的其它氣候參數(shù)的裝置。
圖6示出測試臺12的一實施方式的立體布置。
在本發(fā)明的此實施方式中，測試臺12的底部25和頂部23的承載結(jié)構(gòu) 由通常焊接的金屬管或梁的桁架制成，其間焊接有呈四邊形型材板形式的 多個加強構(gòu)件。四邊形型材板是如此形成的板 一直的部分，隨后是兩個 例如沿相反方向的45。彎曲，然后是與第一直部分隔開的另一直部分，然 后再兩個45。，等等。通過對桁架的開口區(qū)域提供這些型材板，測試臺12 的承載結(jié)構(gòu)變得非常堅固和剛性。
在本發(fā)明的另 一 實施方式中，測試臺12的承載結(jié)構(gòu)能夠以多種不同的 方式制造，諸如主要由螺栓、螺釘或鉚釘?shù)木o固裝置連接的結(jié)構(gòu)，其能夠 部分地或完全地以鑄鐵或混凝土模制，其能夠是上述技術(shù)或任何其它能夠 確保測試臺12足夠剛性以令人滿意地在所需位置處傳遞所需量的所需載 荷、從而確保測試結(jié)果盡可能可靠的技術(shù)的任何組合。
在本發(fā)明的此實施方式中，測試臺12的承載結(jié)構(gòu)進一步包括數(shù)個振動 緩沖裝置，形式為策略性地設置在測試臺12承載結(jié)構(gòu)的鋼管之間的橡膠板，并且，通過對地面連接點或支撐點提供振動緩沖裝置，基本上防止測
試臺12的任何振動被傳遞至地面。
在本發(fā)明的另一實施方式中，通過給測試臺12提供振動緩沖貯液器， 通過給測試臺12提供策略地設置的振動吸收器等，測試臺12能夠包括諸 如主動緩沖裝置的其它種類的振動緩沖裝置。
在此實施方式中，整個測試臺12由腳手架11環(huán)繞，使得能夠從各側(cè) 進出測試臺12。
上文結(jié)合測試臺12、風輪機設備22、載荷施加裝置19、角度調(diào)節(jié)裝 置16等的特定例子對本發(fā)明進行了說明。但是，應該理解的是，本發(fā)明不 限于上述的具體例子，而是可以在權(quán)利要求書中所指定的發(fā)明范圍內(nèi)以多 種不同的方式設計和變化。列表
1風輪機
2塔體
3機搶
4轉(zhuǎn)子
5葉片
6齒輪箱
7制動系統(tǒng)
8發(fā)電機
9轉(zhuǎn)換器
10承載結(jié)構(gòu)
11腳手架
12測試臺
13驅(qū)動裝置
14傳動系
15電動馬達
16角度調(diào)節(jié)裝置
17測試臺制動系統(tǒng)
18測試臺聯(lián)結(jié)器
19載荷施加裝置
20旋轉(zhuǎn)接頭
21輸入軸
22風輪機設備
23#連接凸緣
24軸適配器
25測試臺的底部
26軸向載荷
1927 支撐銷
28 降噪裝置
29 空調(diào)裝置
30 山墻
31 旋轉(zhuǎn)銷
32 線性致動器
A 設備的測試角度
NA 設備的正常操作角
20
權(quán)利要求
1. 一種用于測試風輪機設備(22)的測試臺(12)，所述測試臺(12)包括一個或多個在測試期間將載荷直接或間接地施加至所述設備(22)的載荷施加裝置(19)，其中，所述測試臺(12)包括用于調(diào)節(jié)所述設備(22)相對于水平面的測試角度(A)的角度調(diào)節(jié)裝置(16)。
2. 如權(quán)利要求1所述的測試臺(12),其中所述測試角度(A)在所述測試期間是固定的或動態(tài)可調(diào)的。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的測試臺(12 ),其中所述角度調(diào)節(jié)裝置(16)包括用于調(diào)節(jié)所述測試角度(A)以使之基本上與所述設備(22)的正常操作角(NA)對應的裝置，所述正常操作角(NA)例如為機艙(3)中的傳動系(14)相對于塔體(2)的角度。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項所迷的測試臺(12 ),其中所述測試臺(12 )的驅(qū)動裝置(13)在測試期間旋轉(zhuǎn)所述設備(22)的輸入軸(21)。
5. 如權(quán)利要求4所述的測試臺(12),其中所述驅(qū)動裝置(13)是電動馬達(15)。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測試臺(12)，其中所述設備(22)是諸如主軸承、齒輪箱(6)和發(fā)電機(8)的風輪機傳動系(14)部件，且所述發(fā)電機(8 )連接至公共電網(wǎng)或公共電網(wǎng)模擬裝置。
7. 如權(quán)利要求6所述的測試臺(12)，其中所述公共電網(wǎng)或公共電網(wǎng)模擬裝置是所述測試臺(12)的間接載荷施加裝置(19)。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的測試臺(12),其中所述公共電網(wǎng)模擬裝 置包括用于動態(tài)調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)頻率的裝置。
9. 如權(quán)利要求6-8中任一項所述的測試臺(12)，其中所述公共電網(wǎng) 模擬裝置包括轉(zhuǎn)換器(9)。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測試臺(12)，所述一個或多個 載荷施加裝置(19)中的至少一個包括用于將軸向和/或徑向載荷(26)施 加至所述設備(22)的輸入軸(21)的裝置。
11. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測試臺(12)，其中所述設備(22) 是風力發(fā)電機(8)。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測試臺(12)，其中所述測試臺 (12)是固定的。
13. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測試臺(12)，其中所述測試臺 (12)包括用于對所述設備(22 )的至少一部分周圍的諸如溫度、濕度和氣壓的一個或多個氣候參數(shù)進行充分控制的空調(diào)裝置(29)。
14. 如權(quán)利要求13所述的測試臺(12),其中所述空調(diào)裝置(29)是 至少一個封閉所述設備(22)或封閉所述設備(22)至少一部分的空調(diào)箱。
15. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測試臺(12),其中所述測試臺 (12)包括在所述測試期間對所述設備(22)和/或所述測試臺(12)進行監(jiān)測的監(jiān)測系統(tǒng)。
16. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測試臺(12)，其中所述角度調(diào) 節(jié)裝置(16)包括一個或多個用于將包括所述設備(22)的測試臺(12) 或所述測試臺(12)的一部分定位于所述測試角度(A)的線性致動器(32)。
17. 如權(quán)利要求16所述的測試臺(12)，其中所述一個或多個線性致 動器(32)是液壓缸。
18. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測試臺(12),其中所述載荷施 加裝置(19)包括用于將軸向載荷(26)作用至所述設備(22)的輸入軸(21)的裝置。
19. 如權(quán)利要求18所述的測試臺(12),其中所述用于作用軸向載荷 (26)的裝置包括用于動態(tài)地調(diào)節(jié)所述軸向載荷(26)的裝置。
20. —種用于測試風輪機設備(22)的方法，所述方法包括以下步驟 將所述設備(22)定位在測試臺(12)中，借助于所述測試臺(12)的角度調(diào)節(jié)裝置(16)將所述設備(22)置 于測試角度(A)，以及借助于所述測試臺(12)的載荷施加裝置(19)將載荷直接和/或間接 地施加至所述設備(22)。
21. —種用于測試風輪機設備(22)的方法，所述方法包括以下步驟 借助于測試臺(12)的角度調(diào)節(jié)裝置(16)將所述測試臺(12)置于測試角度(A)，將所述設備(22)定位在所述測試臺(12)中，以及 借助于所述測試臺(12)的載荷施加裝置(19)將載荷直接和/或間接地施加至所述設備(22)。
22. 如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中所述測試角度(A)在所述 測試期間是固定的或動態(tài)可調(diào)的。
23. 如權(quán)利要求20至22中任一項所述的方法，其中所述測試角度(A) 形成為基本上與所述設備(22 )的正常操作角(NA)對應，例如為機艙(3 ) 中的傳動系(14)相對于# (2)的角度。
24. 如權(quán)利要求20至23中任一項所述的方法，其中在測試期間所述 i殳備(22)的輸入軸(21)由所述測試臺(12)的驅(qū)動裝置(13)旋轉(zhuǎn)。
25. 如權(quán)利要求20至24中任一項所述的方法，其中通過將所述設備 (22 )的發(fā)電機(8 )連接至公共電網(wǎng)或公共電網(wǎng)模擬裝置而將載荷施加至所述設備(22 )。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述公共電網(wǎng)模擬裝置包括用于 動態(tài)調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)頻率的裝置。
27. 如權(quán)利要求20至26中任一項所述的方法，其中在測試期間將軸 向和/或徑向載荷(26)施加至所述設備(22)的輸入軸(21)。
28. 如權(quán)利要求20至27中任一項所述的方法，其中在測試期間對所 述設備(22)的至少一部分周圍的諸如溫度、濕度和氣壓的一個或多個氣 候參數(shù)進行控制。
29. 如權(quán)利要求20至28中任一項所述的方法，其中在測試期間通過 監(jiān)測系統(tǒng)對所述設備(22)和/或所述測試臺(12)進行監(jiān)測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測試風輪機設備(22)的測試臺(12)。所述測試臺(12)包括一個或多個在測試期間將載荷直接或間接地施加至所述設備(22)的載荷施加裝置(19)，其中，所述測試臺(12)包括用于調(diào)節(jié)所述設備(22)相對于水平面的測試角度(A)的角度調(diào)節(jié)裝置(16)。本發(fā)明進一步涉及用于測試風輪機設備(22)的方法。
文檔編號F03D11/00GK101484697SQ200780025324
公開日2009年7月15日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者J·B·詹森 申請人:維斯塔斯風力系統(tǒng)有限公司