一种用于风电变桨系统和电机性能测试的实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及风电变桨系统技术领域，具体为一种用于风电变桨系统和电机性能测试的实验装置。


背景技术：

2.变桨系统是风力发电机的重要组成部分，为了模拟测试变桨系统的性能，需要搭建变桨对拖电机试验系统。试验台配备与实际现场相同的变桨设备，主要包括变桨电机、控制柜和驱动器，同时以永磁同步电机作为负载电机模拟实际风场负载进行加载。根据试验台测试要求，需要实际风机运行过程中同一时间下发的变桨位置指令和负载数据，经过传动比折算后输入试验台系统完成测试。
3.est变桨实验台主要模拟了现实中风电变桨系统离线测试，测试系统能否满足变桨系统的要求如下:(1)给定需要的负载，最大负载500nm；(2)测试400v供电机额定运行和过载运行特性；(3)测试360v电容供电机额定运行和过载运行特性；(4)测试模拟主控位置控制变桨单轴运行，给定正弦/ 方波/直线运行位置数据，测试变桨响应曲线；(5)变桨系统单轴运行功能测试；(6)驱动器功能测试；(7)低电压功能测试。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于风电变桨系统和电机性能测试的实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于风电变桨系统和电机性能测试的实验装置，包括主控柜、加载台和风电变桨柜；所述主控柜包括滤波器、3*400vac变桨供电断路器、3*400vac变桨供电端子、负载风速供电端子、整流单元和逆变单元；
6.所述主控柜内部底端安装有若干滤波器，滤波器上方设置有3*400vac变桨供电断路器，3*400vac变桨供电断路器侧面依次设置有3*400vac变桨供电端子、负载风速供电端子、负载电机风扇供电断路器；所述主控柜内部中部设置有整流单元和逆变单元，所述主控柜内部顶端一侧设置有电源控制接触器和变流供电接触器，所述变流供电接触器侧面依次设置有l1相控制接触器、 l2相控制接触器、l3相控制接触器、n相控制接触器、正向扭矩继电器、反向扭矩继电器、电源控制继电器和驱动器主电源继电器，所述400vac电源控制接触器上方设置有400vac电源断路器，400vac电源断路器一侧依次设置有 load motor负载电机断路器、24vdc电源开关断路器、24v电源开关、+24vdc 端子、gnd接地、plc控制器模块、变桨安全链24v信号端子、变桨can-bus 通讯端子。
7.优选的，所述加载台包括负载电机、第一同步带、刻度标尺、测试电机和台架；所述台架表面中心竖直固定有刻度标尺，刻度标尺两侧分别设置有测试电机和负载电机。
8.优选的，所述测试电机和负载电机都通过电机支架固定于台架表面，测试电机输出端通过联轴器与刻度标尺连接，所述刻度标尺表面设置有第三同步带。
9.优选的，所述台架内部位于刻度标尺正下方设置有减速机，减速机输出端与第一同步带连接，第一同步带顶端与第三同步带连接，所述刻度标尺一侧设置有第二同步带，所述负载电机输出端通过联轴器与第二同步带连接。
10.优选的，所述风电变桨柜内部设置有后备电源、制动电阻、电抗器、断路器、端子、后备电源隔离开关和继电器；所述后备电源位于风电变桨柜内部一侧。
11.优选的，所述后备电源一侧设置有驱动模块，驱动模块上方由左至右依次设置有电抗器、断路器、端子、后备电源隔离开关、400v防雷模块和400v 隔离开关。
12.优选的，所述后备电源上方设置有制动电阻，后备电源下方设置有风扇过滤网，所述驱动模块一侧依次设置有防雷模块、继电器和过滤网。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型可以实现风电变桨系统的整体测试实验，可以结合风场风机的运转所输出的数据，把这个数据输入到变桨测试装置中，可以真实的模拟风机变桨系统运作的真实情况，从而调整变桨系统。还可以测试电机在不同状态下运转情况，包括电机最大负载测、400v供电机额定运行和过载运行特性、dc450v电容供电机额定运行和过载运行特性、模拟主控位置控制变桨单轴运行，给定正弦/方波/直线运行位置数据，测试变桨响应曲线、变桨系统单轴运行功能测试、驱动器功能测试、低电压功能测试。
附图说明
14.图1为本实用新型整体的结构示意图；
15.图2为本实用新型主控柜的结构示意图；
16.图3为本实用新型加载台的结构示意图；
17.图4为本实用新型风电变桨柜的结构示意图。
18.图中：1、主控柜；2、滤波器；3、3*400vac变桨供电断路器；4、3*400vac 变桨供电端子；5、负载风速供电端子；6、负载电机风扇供电断路器；7、整流单元；8、逆变单元；9、400vac电源控制接触器；10、变流供电接触器； 11、l1相控制接触器；12、l2相控制接触器；13、l3相控制接触器；14、n 相控制接触器；15、正向扭矩继电器；16、反向扭矩继电器；17、电源控制继电器；18、驱动器主电源继电器；19、400vac电源断路器；20、load motor 负载电机断路器；21、24vdc电源开关断路器；22、24v电源开关；23、+24vdc 端子；24、gnd接地；25、plc控制器模块；26、变桨安全链24v信号端子； 27、变桨can-bus通讯端子；28、加载台；29、台架；30、刻度标尺；31、测试电机；32、负载电机；33、电机支架；34、联轴器；35、减速机；36、第一同步带；37、第二同步带；38、第三同步带；39、风电变桨柜；40、后备电源；41、驱动模块；42、电抗器；43、断路器；44、端子；45、后备电源隔离开关；46、400v防雷模块；47、400v隔离开关；48、制动电阻；49、风扇过滤网；50、防雷模块；51、继电器；52、过滤网。
具体实施方式
19.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。
20.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种用于风电变桨系统和电机性能测试的实验装置，包括主控柜1、加载台28和风电变桨柜39；所述主控柜1包括滤波器2、3*400vac变桨供电断路器3、3*400vac变桨供电端子4、负载风速供电端子5、整流单元7和逆变单元8；
23.所述主控柜1内部底端安装有若干滤波器2，滤波器2上方设置有 3*400vac变桨供电断路器3，3*400vac变桨供电断路器3侧面依次设置有 3*400vac变桨供电端子4、负载风速供电端子5、负载电机风扇供电断路器6；所述主控柜1内部中部设置有整流单元7和逆变单元8，所述主控柜1内部顶端一侧设置有400vac电源控制接触器9和变流供电接触器10，所述变流供电接触器10侧面依次设置有l1相控制接触器11、l2相控制接触器12、l3相控制接触器13、n相控制接触器14、正向扭矩继电器15、反向扭矩继电器16、电源控制继电器17和驱动器主电源继电器18，所述400vac电源控制接触器 9上方设置有400vac电源断路器19，400vac电源断路器19一侧依次设置有 load motor负载电机断路器20、24vdc电源开关断路器21、24v电源开关22、 +24vdc端子23、gnd接地24、plc控制器模块25、变桨安全链24v信号端子 26、变桨can-bus通讯端子27。
24.进一步的，所述加载台28包括负载电机32、第一同步带36、刻度标尺 30、测试电机31和台架29；所述台架29表面中心竖直固定有刻度标尺30，刻度标尺30两侧分别设置有测试电机31和负载电机32。
25.进一步的，所述测试电机31和负载电机32都通过电机支架33固定于台架29表面，测试电机31输出端通过联轴器34与刻度标尺30连接，所述刻度标尺30表面设置有第三同步带38。
26.进一步的，所述台架29内部位于刻度标尺30正下方设置有减速机35，减速机35输出端与第一同步带36连接，第一同步带36顶端与第三同步带38 连接，所述刻度标尺30一侧设置有第二同步带37，所述负载电机32输出端通过联轴器34与第二同步带37连接。
27.进一步的，所述风电变桨柜39内部设置有后备电源40、制动电阻48、电抗器42、断路器43、端子44、后备电源隔离开关45和继电器51；所述后备电源40位于风电变桨柜39内部一侧。
28.进一步的，所述后备电源40一侧设置有驱动模块41，驱动模块41上方由左至右依次设置有电抗器42、断路器43、端子44、后备电源隔离开关45、 400v防雷模块46和400v隔离开关47。
29.进一步的，所述后备电源40上方设置有制动电阻48，后备电源40下方设置有风扇
过滤网49，所述驱动模块41一侧依次设置有防雷模块50、继电器51和过滤网52。
30.测试电机31和负载电机32用螺栓固定在电机支架33上，电机支架33 可以相对于台架30水平横移，方便联轴器34对接，测试电机31和负载电机 32通过联轴器34分别和扭矩传感器两端连接形成同轴固定于台架30表面，刻度标尺30也被固定于台架30前侧。变送器用于将扭矩传感器反馈频率信号转化为4-20ma输入控制柜。负载电机32通过减速箱35和刻度标尺30连接，刻度标尺30用于将测试电机31的旋转运动转化为直线运动，显示实际减速后走过的角度，刻度标尺30上安装有第三同步带38，使用同步皮带进行拖动，实现直线运动。b编码器安装在上第一同步带36，用于测量减速后的运行角度并反馈回风电变桨柜39。限位开关包括上下两个限位，装在刻度标尺30上下两端，用于模拟实际变桨在0
°
和92
°
位置停止。刻度标尺30指针的运行原理：负载电机32连接到减速箱35后，拖动标尺指针在0
°
和92
°
之间变化，和实际桨叶运行效果一致。标尺刻度范围为0到100度。
31.值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常识技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。